[實(shí)用新型]一種紅外氣體傳感器的探頭信號處理電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220223838.3
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN202583057U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何柳
• 申請（專利權(quán)）人: 成都安可信電子股份有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;H03F1/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣體檢測領(lǐng)域，尤其是涉及一種紅外氣體傳感器的探頭信號處理電路。?

背景技術(shù)

在氣體檢測行業(yè)中的紅外氣體傳感器，是由紅外源、探頭、信號放大電路、信號采集處理設(shè)備幾部份組成。紅外氣體傳感器提供給用戶使用的是一個由紅外探頭檢測到的隨檢測氣體濃度而變化的、穩(wěn)定可靠的電子信號。信號放大電路是其中非常重要和關(guān)鍵的部份，其功能是對探頭的微弱信號進(jìn)行放大，得到可采集/識別的有效信號，要求放大后的信號值要盡可能的大，濃度變化量要盡可能的寬，以保證濃度檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

當(dāng)前行業(yè)中常用的信號放大電路如圖1所示，由運(yùn)算放大器A、直流隔離電路B和信號讀取電路C三部份組成。經(jīng)信號放大電路放大后，最終得到一個近似正弦波的波型，然后由信號采集/處理設(shè)備讀取波形的波峰值和波谷值，作差計(jì)算得到信號電壓有效值。在具體運(yùn)用中，為使讀取的信號可靠，可以加入直流分量，將交流的檢測信號轉(zhuǎn)換為直流信號，以方便信號讀取。

這種處理電路存在以下不足之處：

1、??對探頭信號的放大倍數(shù)低：為保證信號的波形完整性，放大后的電壓信號值不能大于可讀取的范圍值。

2、??信號波形易失真：探頭信號是近似正弦波的微弱電壓信號，經(jīng)過放大和隔直處理后，易出現(xiàn)波形失真和移相。

3、??信號易受干擾：通過對信號放大后，干擾信號也同時被放大，抗干擾能力差。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種具有可以對探頭信號進(jìn)行更高倍數(shù)的放大，同時抑制干擾、解決波型失真問題，使紅外檢測信號更加可靠精度更高的紅外氣體傳感器的探頭信號處理電路。

本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種紅外氣體傳感器的探頭信號處理電路，設(shè)置在紅外氣體傳感器的探頭1與信號采集處理設(shè)備4之間，對探頭1采集的信號進(jìn)行放大處理，其特征在于，該探頭信號處理電路包括一級運(yùn)算放大器2及斬波放大電路3；所述的一級運(yùn)算放大器2的輸入端連接探頭1，輸出端連接斬波放大電路3的輸入端，將探頭1采集的信號進(jìn)行一級放大，得到第一放大信號，并發(fā)送給斬波放大電路3；所述的斬波放大電路3的輸出端連接信號采集處理設(shè)備4，斬波放大電路3對接收到的第一放大信號進(jìn)行斬波，然后進(jìn)行二級放大，得到一個半波信號，并將該半波信號發(fā)送給信號采集處理設(shè)備4。

所述的斬波放大電路3包括第一電阻R8、第二電阻R10、二級運(yùn)算放大器U1B、第三電阻R9、第四電阻R13、第五電阻R15、第六電阻R16；第一電阻R8的一端連接一級運(yùn)算放大器2，另一端連接二級運(yùn)算放大器U1B的同相輸入端；第二電阻R10的一端接地，另一端連接在第一電阻R8與二級運(yùn)算放大器U1B的同相輸入端之間；第三電阻R9一端連接二級運(yùn)算放大器U1B的輸出端，另一端連接信號采集處理設(shè)備4；第四電阻R13一端連接二級運(yùn)算放大器U1B的反相輸入端，另一端連接在二級運(yùn)算放大器U1B的輸出端與第三電阻R9之間；第五電阻R15一端連接電源，一端通過第六電阻R16接地，二級運(yùn)算放大器U1B的反相輸入端連接在第五電阻R15與第六電阻R16之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、????有兩級放大，可以在保證信號不失真的條件下大幅提高信號的放大倍數(shù)。

2、????第二級斬波放大，先斬波，再放大，可以將信號較弱的干擾信號濾掉，提高信號的抗干擾性，避免現(xiàn)有技術(shù)中隔直處理引入的移相誤差和波形失真。

3、????斬波處理后，得到的是半波信號，在明確檢測量程的前件下，通過配置斬波放大的斬波基準(zhǔn)和放大倍數(shù)，可以得到最寬的濃度變化量；

4、????由于后續(xù)的信號讀取時，只需讀取半波信號的波峰值，相當(dāng)于間接幫助提高紅外氣體傳感器整體響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的紅外氣體傳感器的信號放大電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的紅外氣體傳感器的信號處理電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的信號放大電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為探頭采集的信號波形圖；

圖5為斬波過程示意圖；

圖6為斬波放大后得到的半波示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例??一種紅外氣體傳感器的探頭信號處理電路