[實(shí)用新型]一種恒電位驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420611827.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN204116269U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南盛泰電機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電路結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于一氧化碳檢測(cè)系統(tǒng)中的恒電位驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

眾所周知，一氧化碳檢測(cè)儀中的氣敏元件的工作基于恒電位電解法原理，其結(jié)構(gòu)包括3個(gè)電極：工作電極W、對(duì)電極R和參比電極C。當(dāng)一氧化碳?xì)怏w擴(kuò)散到工作電極表面上時(shí)，在工作電極的催化作用下，氣體發(fā)生氧化，其化學(xué)反應(yīng)式為CO+H₂O→CO₂+2H⁺+2e^-，在工作電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H⁺離子和電子，通過電解液轉(zhuǎn)移到與工作電極保持一定間隔的對(duì)電極上，并與水中的氧發(fā)生還原反應(yīng)，其化學(xué)式為這個(gè)氧化-還原反應(yīng)在工作電極和對(duì)電極之間始終發(fā)生著，并在兩個(gè)電極間產(chǎn)生正比于CO濃度的電子，將其由電極引出后進(jìn)行運(yùn)算放大處理，即可一氧化碳?xì)怏w及濃度進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，但由于極間電位難以維持恒定，為此，引入不參與氧化或還原反應(yīng)的參比電極，給工作電極提供穩(wěn)定的不隨電化學(xué)反應(yīng)而變化的恒定電位，以保證最佳的工作電極電位與最大反應(yīng)電流的線性關(guān)系。

而恒電位驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)則是影響氣敏元件實(shí)現(xiàn)最佳線性關(guān)系及整個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)性能的關(guān)鍵因素；現(xiàn)有的一氧化碳檢測(cè)儀中的恒電位驅(qū)動(dòng)電路普遍存在電路設(shè)計(jì)不合理、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，不但導(dǎo)致氣敏元件電壓保持效果差、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，也間接的增加了檢測(cè)儀的成本、影響了檢測(cè)儀的靈敏度。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠有效保持氣敏元件的電壓恒定并縮短氣敏元件的啟動(dòng)時(shí)間的恒電位驅(qū)動(dòng)電路。

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：

一種恒電位驅(qū)動(dòng)電路，它包括氣敏元件、微電流放大器、場(chǎng)效應(yīng)管，所述氣敏元件的參比電極與微電流放大器的輸出端連接、對(duì)電極與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接、工作電極與場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接；

所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極通過第四電阻連接+5V電源；

所述微電流放大器的反相端通過依次串聯(lián)的第二電阻和第三電阻連接氣敏元件的對(duì)電極，所述微電流放大器的輸出端和反相端之間還連接有第一電容，所述第三電阻還通過第二電容與氣敏元件的參比電極連接。

優(yōu)選地，所述場(chǎng)效應(yīng)管為P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。

優(yōu)選地，所述微電流放大器為ICL7650型放大器。

由于采用了上述方案，本實(shí)用新型通過對(duì)傳統(tǒng)一氧化碳檢測(cè)儀中的恒電位電路進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，極大的簡(jiǎn)化了電路的結(jié)構(gòu)并保證氣敏元件的電壓恒定，大大縮短了其啟動(dòng)時(shí)間，進(jìn)而提高了檢測(cè)儀的靈敏度；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1所示，本實(shí)施例的恒電位驅(qū)動(dòng)電路，它包括氣敏元件U2、ICL7650型微電流放大器U2、P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管Q1；其中，氣敏元件U2的參比電極CE與微電流放大器U1的輸出端連接、對(duì)電極RE與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極連接、工作電極WE與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極連接；場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極通過第四電阻R4連接+5V電源；同時(shí)，微電流放大器U1的反相端通過依次串聯(lián)的第二電阻R2和第三電阻R3連接氣敏元件U2的對(duì)電極RE，微電流放大器U1的輸出端和反相端之間還連接有第一電容C1，第三電阻R3還通過第二電容C2與氣敏元件U2的參比電極CE連接；微電流放大器U1的同相端則連接有第一電阻R1。

如此，微電流放大器U1可的反相端可檢測(cè)氣敏元件U2的參考電極RE的電壓，經(jīng)過積分運(yùn)算向氣敏元件U2的輔助電極CE提供電流，而氣敏元件U2的參考電極RE則沒有電流流進(jìn)或流出，所以，流出其輔助電極CE端的電流流進(jìn)工作電極WE，使得參考電極RE與工作電極WE之間的電壓保持恒定，電流很小但是與目標(biāo)氣體的濃度成正比。而場(chǎng)效應(yīng)管Q1在電路啟動(dòng)時(shí)，其柵極電壓為5V，場(chǎng)效應(yīng)管Q1斷開；電路關(guān)斷時(shí)，柵極電壓降至0V，場(chǎng)效應(yīng)管Q1開啟，使得氣敏元件U2參考電極RE與工作電極WE保持相同的電位，這樣可以使得每次啟動(dòng)電路時(shí)，氣敏元件U2的開啟時(shí)間大大縮短；在整個(gè)電路應(yīng)用于一氧化碳檢測(cè)儀的檢測(cè)系統(tǒng)中時(shí)，能夠提高檢測(cè)的靈敏度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。