可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及有毒有害氣體檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)原理工作的傳感器其最簡(jiǎn)單的一種型式就是兩電極系統(tǒng)。其工作電極和對(duì)電極由一薄層電解液隔開(kāi)并經(jīng)由一個(gè)很小的電阻聯(lián)通外電路。當(dāng)氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器后，在敏感電極表面進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流并通過(guò)外電路流經(jīng)兩個(gè)電極。該電流的大小比例與氣體的濃度，可通過(guò)外電路的負(fù)荷電阻予以測(cè)量。
[0003]傳感器在使用一段時(shí)候后，由于傳感器已經(jīng)個(gè)別器件的老化，會(huì)使氣體檢測(cè)的精度降低，零點(diǎn)產(chǎn)生漂移，故氣體檢測(cè)儀在使用一段時(shí)候后就需要重新調(diào)零和標(biāo)定。通常電化學(xué)氣體傳感器的壽命大約1-2年，當(dāng)更換好傳感器頭時(shí)，也需要重新標(biāo)定以及調(diào)零。
[0004]美國(guó)TI公司的LMP91000是一款可編程模擬前端，適用于微功耗電化學(xué)感測(cè)應(yīng)用。它可提供傳感器與微控制器之間的完整信號(hào)路徑解決方案，此方案能夠生成與電池電流成比例的輸出電壓。LMP91000的可編程性使它能夠通過(guò)一個(gè)與多個(gè)離散解決方案相對(duì)的單一設(shè)計(jì)支持多種電化學(xué)傳感器，例如，3線制有毒氣體傳感器和3線制原電池型傳感器。
[0005]傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)儀器在出廠的時(shí)候需要標(biāo)定，需要將傳感器直接接到氣體檢測(cè)儀上在線標(biāo)定，并且標(biāo)定好后直接將數(shù)據(jù)保存到了氣體簡(jiǎn)儀中，這樣的缺點(diǎn)是傳感器的互換性差，如果換上新的傳感器必須要重新標(biāo)定，并且一臺(tái)臺(tái)分開(kāi)標(biāo)定比較耗時(shí)而且也比較浪費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體。
[0006]電化學(xué)氣體傳感器種類繁多，每一種氣體傳感器的模擬前端電路都需要進(jìn)行匹配，傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器模擬前端電路都是需要預(yù)先知道所使用的傳感器氣體類型、量程、型號(hào)等才可以根據(jù)具體的參數(shù)生產(chǎn)電路，這樣大大降低了電化學(xué)傳感器模擬電路的通用性靈活性。如果更改了傳感器必須要重新更改電路，而電化學(xué)傳感器存儲(chǔ)壽命比較短，也不適合預(yù)先生產(chǎn)足夠多產(chǎn)品。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其解決大批量氣體檢測(cè)儀標(biāo)定，以及針對(duì)不同電化學(xué)傳感器電路匹配問(wèn)題。當(dāng)需要更改傳感器類型時(shí)，不需要更改硬件電路，只需要通過(guò)電腦將傳感器對(duì)應(yīng)的配置參數(shù)寫入到傳感器模塊中。
[0008]當(dāng)客戶需要更換傳感器時(shí)，可以預(yù)先在工廠中進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定，現(xiàn)場(chǎng)可以直接安裝使用而不影響精度以及準(zhǔn)確度。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其包括電化學(xué)氣體檢測(cè)模組，該電化學(xué)氣體檢測(cè)模組包括:
[0011]對(duì)電化學(xué)氣體檢測(cè)模組進(jìn)行供電的供電模塊；
[0012]存儲(chǔ)單元，其通過(guò)12C總線接于M⑶模塊；
[0013]可編程電化學(xué)調(diào)理前端，其通過(guò)I2C總線接于MCU模塊，該MCU模塊通過(guò)RS485總線接于計(jì)算機(jī)；
[0014]接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的電化學(xué)傳感器；
[0015]接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的參考電壓源。
[0016]所述電化學(xué)氣體檢測(cè)模組為整體氣體模塊。
[0017]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0018]由于將可能產(chǎn)生誤差的元件集成到傳感器檢測(cè)模塊中，并且在標(biāo)定的時(shí)候?qū)⒏鱾€(gè)器件產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)保存到模塊的存儲(chǔ)單元，使模塊具有非常好的精度。
[0019]使用可編程的電化學(xué)模擬前端，是傳感器模擬板可以適用于不同類型的傳感器，不必為每一種氣體生產(chǎn)模擬前端電路板，只需電腦簡(jiǎn)單的配置就可以匹配不同的傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0022]如圖1所示，可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其將供電模塊1、存儲(chǔ)單元2、可編程電化學(xué)調(diào)理前端3、電化學(xué)傳感器4、參考電壓源5集成一個(gè)整體氣體模塊。
[0023]由電模塊1、存儲(chǔ)單元2、可編程電化學(xué)調(diào)理前端3、電化學(xué)傳感器4、參考電壓源5構(gòu)成的電化學(xué)氣體檢測(cè)模組E，所述供電模塊I對(duì)電化學(xué)氣體檢測(cè)模組進(jìn)行供電，而所述存儲(chǔ)單元2通過(guò)I2C總線接于M⑶模塊G，該M⑶模塊通過(guò)RS485總線接于計(jì)算機(jī)(電腦)。所述可編程電化學(xué)調(diào)理前端3(諸如美國(guó)TI公司的LMP91000)通過(guò)I2C總線接于M⑶模塊G，LMP91000可以通過(guò)I2C接口配置，為電化學(xué)傳感器提供所需偏置電壓，更改放大器增益，配置所需要的參數(shù)可以預(yù)先通過(guò)電腦保存到電化學(xué)氣體檢測(cè)模組E的存儲(chǔ)單元中，所述參考電壓源5為可編程電化學(xué)調(diào)理前端3提供一個(gè)參考電壓，同時(shí)將參考電壓輸出。
[0024]當(dāng)進(jìn)行預(yù)標(biāo)定時(shí)，電腦發(fā)起標(biāo)定指令，單片機(jī)通過(guò)I2C總線，從氣體檢測(cè)模塊的存儲(chǔ)單元中讀取配置參數(shù)，再使用I2C總線配置可編程模擬前端.使可編程模擬前端產(chǎn)生合適的電壓和增益。單片機(jī)使用傳感器模塊提供的參考電壓作為單片機(jī)ADC模塊的參考電壓，這樣可以有效避免不同參考電壓源對(duì)ADC采集產(chǎn)生誤差。
[0025]由于單片機(jī)與電腦采用RS485總線連接，可以在RS485總線上掛接多臺(tái)設(shè)備。并且將所有相同的傳感器模塊放入同一個(gè)標(biāo)定室，通入標(biāo)準(zhǔn)氣體，當(dāng)通入標(biāo)定氣體后，電化學(xué)傳感器就會(huì)產(chǎn)生電流，通過(guò)可編程模擬前端內(nèi)的互阻抗放大器，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)進(jìn)行放大。單片機(jī)多次采樣電壓平均值作為基準(zhǔn)值保存到傳感器模塊中的存儲(chǔ)單元中。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，其包括電化學(xué)氣體檢測(cè)模組，該電化學(xué)氣體檢測(cè)模組包括: 對(duì)電化學(xué)氣體檢測(cè)模組進(jìn)行供電的供電模塊； 存儲(chǔ)單元，其通過(guò)I2C總線接于MCU模塊； 可編程電化學(xué)調(diào)理前端，其通過(guò)I2C總線接于M⑶模塊，該M⑶模塊通過(guò)RS485總線接于計(jì)算機(jī)； 接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的電化學(xué)傳感器； 接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的參考電壓源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電化學(xué)氣體檢測(cè)模組為整體氣體模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了可批量預(yù)標(biāo)定可配置電化學(xué)傳感器的氣體檢測(cè)裝置，其包括電化學(xué)氣體檢測(cè)模組，該電化學(xué)氣體檢測(cè)模組包括：對(duì)電化學(xué)氣體檢測(cè)模組進(jìn)行供電的供電模塊；存儲(chǔ)單元，其通過(guò)I2C總線接于MCU模塊；可編程電化學(xué)調(diào)理前端，其通過(guò)I2C總線接于MCU模塊；接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的電化學(xué)傳感器；接于可編程電化學(xué)調(diào)理前端的參考電壓源。由于將可能產(chǎn)生誤差的元件集成到傳感器檢測(cè)模塊中，并且在標(biāo)定的時(shí)候?qū)⒏鱾€(gè)器件產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)保存到模塊的存儲(chǔ)單元，使模塊具有非常好的精度。使用可編程的電化學(xué)模擬前端，是傳感器模擬板可以適用于不同類型的傳感器，不必為每一種氣體生產(chǎn)模擬前端電路板，只需電腦簡(jiǎn)單的配置就可以匹配不同的傳感器。
【IPC分類】G01N27/26
【公開(kāi)號(hào)】CN205246593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521079313
【發(fā)明人】張永強(qiáng), 劉千軍, 吳曉迪, 盧榮道, 孫娟
【申請(qǐng)人】上海萊帝科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日