[發(fā)明專利]一種基于紅外CO2傳感器的檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510246588.3
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104833646A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋哲;馬忠東
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州德銳朗智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測方法，尤其涉及一種基于紅外CO2傳感器的檢測裝置，屬于CO2濃度檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平得到了迅速提高，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也迅速擴大，但同時導(dǎo)致了二氧化碳的排放成倍增長，如溫室效應(yīng)，土地荒漠化程度加速等，嚴(yán)重影響并破壞著人類的生存環(huán)境。另外，二氧化碳是作物光合作用的主要原料，其含量合適與否直接影響作物的生長。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，科技進步的進步，如何快速檢測二氧化碳的含量，削減二氧化碳的排放，已成為各級政府和廣大有識之士特別關(guān)注的問題，因此研究并設(shè)計二氧化碳檢測電路具有十分重要的意義。

近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，二氧化碳排放量急劇上升，所造成的溫室效應(yīng)對人類的生存構(gòu)成巨大的威脅在溫室、大棚和密閉的植物工廠等，施加CO2?氣肥是增加產(chǎn)量的有效方法。在一定條件下，隨著CO2?濃度的升高，光合作用增強。光合速率最大時的CO2?濃度為飽和點，當(dāng)CO2濃度超過飽和點過高，則會引起作物異常生長，葉片失綠黃化，卷曲畸形或壞死等。

在種植過程中，人們希望按合理需求量產(chǎn)生CO2?氣體，并能夠根據(jù)環(huán)境檢測的結(jié)果，自動調(diào)節(jié)CO2?給氣量。不論物理法還是化學(xué)法制造CO2，采用開環(huán)控制的方法通常不容易達(dá)到精確定量的目的，從而影響最佳的生長效果。

前檢測二氧化碳的方法主要有化學(xué)法、電化學(xué)法、氣相色譜法、容量滴定法等，這些方法普遍存在著價格貴，普適性差等問題，且測量精度還較低。而傳感器法具有安全可靠、快速直讀、可連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點。目前各種檢測用的二氧化碳傳感器主要有固體電解質(zhì)式、鈦酸鋇復(fù)合氧化物電容式、電導(dǎo)變化型厚膜式等，這些傳感器存在對氣體的選擇性差、易出現(xiàn)誤報、需要頻繁校準(zhǔn)、使用壽命較短等不足。

例如申請?zhí)枮椤?01310047515.2”的一種CO濃度和能見度檢測系統(tǒng)及測量方法，包括一個紅外熱光源，一個雙濾波片紅外熱釋電探測器，一個用于測量理想環(huán)境下接收到光源光強的參考光路，一個用于測量實際環(huán)境下接收到光源光強的測量光路，一個用于切換兩光路的轉(zhuǎn)盤和一個用于數(shù)據(jù)采集和處理的電路板。該發(fā)明實現(xiàn)CO濃度和能見度同時檢測，只需一套光路、機械結(jié)構(gòu)和硬件電路，單光源和雙元探測器；可以消除散射的紅外光、鏡頭上灰塵和系統(tǒng)零件的吸收造成的誤差，測量精確；采用雙波長法測氣體濃度省去了高濃度氣體參比氣室，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；該儀器體積小、使用方便。

又如申請?zhí)枮椤?01210418670.6”的一種溫室環(huán)境中CO2濃度自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。其裝置包括CO2氣體控制模塊，所述CO2氣體控制模塊的輸入端分別連接有光強度傳感器和CO2濃度傳感器，所述CO2氣體控制模塊的輸出端連接有CO2氣體發(fā)生模塊，所述光強度傳感器用于采集溫室環(huán)境的光強度；所述CO2濃度傳感器用于檢測溫室環(huán)境中CO2濃度；所述CO2氣體控制模塊根據(jù)所述光強度和所述CO2濃度進行控制所述CO2氣體發(fā)生模塊釋放CO2氣體。本發(fā)明技術(shù)方案可以精確控制植物所需CO2的給定量，且結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)。但是該發(fā)明對氣體的選擇性差、易出現(xiàn)誤報、需要頻繁校準(zhǔn)、使用壽命較短等不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種測量范圍寬、靈敏度高、響應(yīng)時間快、選擇性好、抗干擾能力強的基于紅外CO2傳感器的檢測裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

?????一種基于紅外CO2傳感器的檢測裝置，包含依次連接的紅外CO2傳感器探頭、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、濾波電路模塊、放大電路模塊和微控制器模塊，以及與微控制器模塊連接的顯示模塊、溫度檢測模塊；所述紅外CO2傳感器探頭包含依次連接的紅外光源、測量氣室、可調(diào)干涉濾光鏡、光探測器、光調(diào)制電路、放大系統(tǒng)；

其中，紅外CO2傳感器探頭用于實時檢測待測氣室內(nèi)的CO2濃度參數(shù)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將紅外CO2傳感器探頭檢測CO2濃度參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號；

濾波電路模塊，用于將電信號進行濾波處理；

放大電路模塊，用于將濾波處理的電信號進行放大處理，進而傳輸至微控制模塊；

溫度檢測模塊，用于實時采集待測氣室內(nèi)的溫度參數(shù)，進而傳輸至微控制模塊；

微控制器模塊，用于根據(jù)接收放大電路發(fā)送的信號結(jié)合氣室環(huán)境溫度得出CO2濃度，進而通過顯示模塊顯示出來。

????作為本發(fā)明一種基于紅外CO2傳感器的檢測裝置的進一步優(yōu)選方案，所述紅外光源采用鎳鉻絲。