一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，包括氣體敏感元件、模擬前端、CPU單元和電源模塊，所述氣體敏感元件對(duì)有害氣體進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至模擬前端單元，模擬前端單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大，放大后的氣體信號(hào)接入到CPU單元中進(jìn)行檢測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU單元通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出；所述電源模塊為模擬前端和CPU單元供電。本實(shí)用新型專利技術(shù)應(yīng)用于探測(cè)器，可以提高其工作的穩(wěn)定性，能通過智能化編程進(jìn)行自身故障的自動(dòng)檢測(cè)，操作維修簡(jiǎn)便。采用此種方式對(duì)石化有毒有害氣體檢測(cè)是一種較好的解決方案，具有良好的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及石油、化工領(lǐng)域，具體涉及在石化領(lǐng)域應(yīng)用的氣體探測(cè)器。
技術(shù)介紹
電化學(xué)氣體傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于對(duì)有害氣體等的檢測(cè)，并能夠準(zhǔn)確地對(duì)空氣中被檢測(cè)氣體隱患作出預(yù)警，這一檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展日新月異，在事故前兆檢查、消除方面的應(yīng)用也越來越廣泛，其發(fā)展方向是微型化和自動(dòng)化，以期實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。多參數(shù)氣體檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展使得泄漏過程在初期即可被發(fā)現(xiàn)。目前石化行業(yè)氣體探測(cè)器均無故障自檢功能，這大大降低了氣體探測(cè)器的工作可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于此，本技術(shù)提供一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊。本技術(shù)的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，包括氣體敏感元件、模擬前端、CPU單元和電源模塊，所述氣體敏感元件對(duì)有害氣體進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至模擬前端單元，模擬前端單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大，放大后的氣體信號(hào)接入到CPU單元中進(jìn)行檢測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU單元通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出；所述電源模塊為模擬前端和CPU單元供電。進(jìn)一步，所述包括通信接口，所述通信接口與CPU單元連接，CPU單元與后端處理器通信連接。進(jìn)一步，所述電源模塊包括三端芯片，所述三端芯片的輸入端為第一電源端，所述三端芯片的輸出端為第二電源端。進(jìn)一步，所述模擬前端包括LMP91000芯片，所述CPU單元包括MSP430FR5959芯片，氣敏元件G1的S極經(jīng)電感L3與LMP91000芯片的12腳連接，氣每元件G1的R極經(jīng)電感L2與LMP91000芯片的13腳連接，氣敏元件G1的C極經(jīng)電感L1與LMP91000芯片的14腳連接，氣敏元件的C極與氣敏元件的R極間并聯(lián)電阻R6，所述LMP91000芯片的9腳與10腳并聯(lián)電阻R3，所述電阻R3與電容C6并聯(lián)；所述LMP91000芯片的3腳經(jīng)電阻R2與第一電源連接，所述LMP91000芯片的4腳經(jīng)電阻R1與第一電源端連接，所述LMP91000芯片的11腳與第二電源端連接，所述LMP91000芯片的6腳與第一電源端連接；所述LMP91000芯片的8腳經(jīng)依次串聯(lián)的電阻R5和電容C7接地；所述電阻R5與電容C7的公共端與MSP430FR5959芯片的3腳連接。由于采用了上述技術(shù)方案，本技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：本技術(shù)應(yīng)用于探測(cè)器工作穩(wěn)定可靠，能通過智能化編程進(jìn)行自身故障的自動(dòng)檢測(cè)，操作維修簡(jiǎn)便。采用此種方式對(duì)石化有毒有害氣體檢測(cè)是一種較好的解決方案，具有良好的市場(chǎng)推廣價(jià)值。附圖說明為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：圖1為本技術(shù)的工作原理方框圖；圖2為本技術(shù)的具體電路圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本技術(shù)，而不是為了限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。參見附圖1，本模塊工作原理方框圖。一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，包括氣體敏感元件、模擬前端、CPU單元和電源模塊，所述氣體敏感元件對(duì)有害氣體進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至模擬前端單元，模擬前端單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大，放大后的氣體信號(hào)接入到CPU單元中進(jìn)行檢測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU單元通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出；所述電源模塊為模擬前端和CPU單元供電。所述包括通信接口，所述通信接口與CPU單元連接，CPU單元與后端處理器通信連接。所述電源模塊包括三端芯片，所述三端芯片的輸入端為第一電源端，所述三端芯片的輸出端為第二電源端。在本實(shí)施例中第一電源端的電壓為3.3V，第二電源端的電壓為2.5V。參見附圖2，所述模擬前端包括LMP91000芯片，所述CPU單元包括MSP430FR5959芯片，氣敏元件G1的S極經(jīng)電感L3與LMP91000芯片的12腳連接，氣每元件G1的R極經(jīng)電感L2與LMP91000芯片的13腳連接，氣敏元件G1的C極經(jīng)電感L1與LMP91000芯片的14腳連接，氣敏元件的C極與氣敏元件的R極間并聯(lián)電阻R6，所述LMP91000芯片的9腳與10腳并聯(lián)電阻R3，所述電阻R3與電容C6并聯(lián)；所述LMP91000芯片的3腳經(jīng)電阻R2與第一電源連接，所述LMP91000芯片的4腳經(jīng)電阻R1與第一電源端連接，所述LMP91000芯片的11腳與第二電源端連接，所述LMP91000芯片的6腳與第一電源端連接；所述LMP91000芯片的8腳經(jīng)依次串聯(lián)的電阻R5和電容C7接地；所述電阻R5與電容C7的公共端與MSP430FR5959芯片的3腳連接。對(duì)有毒有害氣體(如H2S)檢測(cè)過程：當(dāng)環(huán)境中H2S氣體擴(kuò)散通過敏感元件G1的透氣膜進(jìn)入到敏感元件G1，在電極催化劑作用下與電解液中的水發(fā)生陽極氧化反應(yīng)，敏感元件G1的2腳所釋放的電子形成與H2S氣體濃度成正比的輸出信號(hào)。敏感元件G1的輸出信號(hào)通過S腳與模擬前端LMP91000的12腳相連，通過信號(hào)放大處理后，集成電路LMP91000的8腳通過RC濾波電路與CPU芯片(MSP430FR5959)的3腳(P1.2)相連，將放大處理后的氣體信號(hào)接入到CPU芯片進(jìn)行檢測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU芯片通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出(CPU芯片21、22腳為串口引腳)，后端的信號(hào)處理器通過串口通信以一定的協(xié)議進(jìn)行解釋處理，顯示出對(duì)氣體的檢測(cè)結(jié)果。同時(shí)，模擬前端LMP91000的3、4腳與CPU芯片(MSP430FR5959)的28、29腳對(duì)應(yīng)相連(I2C接口)，CPU芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬前端LMP91000的配置，如信號(hào)放大倍率、偏置電壓、偏置電壓極性、采集通道切換、傳感器負(fù)載電阻、傳感器類型等。本技術(shù)能對(duì)氧氣、硫化氫、一氧化碳、二氧化氮等氣體進(jìn)行檢測(cè)。以上所述僅為本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本技術(shù)，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本技術(shù)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本技術(shù)的精神和范圍。這樣，倘若本技術(shù)的這些修改和變型屬于本技術(shù)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，其特征在于：包括氣體敏感元件、模擬前端、CPU單元和電源模塊，所述氣體敏感元件對(duì)有害氣體進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至模擬前端單元，模擬前端單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大，放大后的氣體信號(hào)接入到CPU單元中進(jìn)行檢測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU單元通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出；所述電源模塊為模擬前端和CPU單元供電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，其特征在于：包括氣體敏感元件、模擬前端、CPU單
元和電源模塊，所述氣體敏感元件對(duì)有害氣體進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至模擬前端
單元，模擬前端單元對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大，放大后的氣體信號(hào)接入到CPU單元中進(jìn)行檢
測(cè)處理，處理結(jié)果由CPU單元通過編程以數(shù)字形式對(duì)外輸出；所述電源模塊為模擬前端和
CPU單元供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，其特征在于：所述包括通信接口，
所述通信接口與CPU單元連接，CPU單元與后端處理器通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，其特征在于：所述電源模塊包括三
端芯片，所述三端芯片的輸入端為第一電源端，所述三端芯片的輸出端為第二電源端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電化學(xué)氣體傳感器模塊，其特征在于：所述模擬前端包括
L...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬忠斌，盛洪，吳建軍，帥超，王立新，曾文明，陳蜀洲，蔣紅亮，劉佳，林可，李明春，胡智，江嶺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：重慶;85