[實(shí)用新型]提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊及氣體監(jiān)測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520373209.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN204705614U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁超;王日東;李強(qiáng);宋維民;徐輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 范爍;李洪福

1.一種提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于，所述測(cè)量模塊包括：

至少一個(gè)電化學(xué)傳感器；所述電化學(xué)傳感器具有計(jì)數(shù)電極CE、工作電極WE和參考電極RE；

連接所述電化學(xué)傳感器，用于在所述工作電極WE和所述參考電極RE間施加恒定電位的恒電位儀；

連接所述電化學(xué)傳感器，用于將所述工作電極WE產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)氣體濃度的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述電流信號(hào)成正比的電壓信號(hào)的放大電路；

連接所述放大電路，用于對(duì)放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波電路；

連接所述濾波電路，用于對(duì)濾波后的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；

連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字隔離電路；所述數(shù)字隔離電路實(shí)現(xiàn)輸入輸出數(shù)字信號(hào)電氣隔離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于所述測(cè)量模塊還包括用于給恒電位儀、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字隔離電路供電的電源；所述電源包括5V電源、2.5V電源和3.3V電源。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于，

所述恒電位儀包括：電阻R3、運(yùn)算放大器U1、電容C1、電阻R1、電容C2、電阻R2、MOS管Q1和電阻R7；所述運(yùn)算放大器U1采用LMP7721芯片；所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端通過(guò)電阻R3接地；所述運(yùn)算放大器U1的反相輸入端經(jīng)由電容C1連接所述運(yùn)算放大器U1的輸出端；所述電容C1兩端并聯(lián)接有RC串聯(lián)支路，該RC串聯(lián)支路由電阻R1和電容C2構(gòu)成；所述RC串聯(lián)支路的串接點(diǎn)通過(guò)電阻R2連接電化學(xué)傳感器的參考電極RE；所述運(yùn)算放大器U1的輸出端連接電化學(xué)傳感器的計(jì)數(shù)電極CE；所述MOS管Q1的柵極通過(guò)電阻R7連接5V電源正極；所述MOS管Q1的漏極連接電化學(xué)傳感器的參考電極RE；所述MOS管Q1的源極連接電化學(xué)傳感器的工作電極WE；

所述放大電路包括：電阻R6、電阻R4、電容C3、電阻R5和運(yùn)算放大器U2；所述電化學(xué)傳感器的工作電極WE通過(guò)電阻R6連接所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端；所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端通過(guò)電阻R5接地；所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端經(jīng)過(guò)相互并聯(lián)的電阻R4和電容C3連接所述運(yùn)算放大器U2的輸出?端；所述運(yùn)算放大器U2的輸出端輸出與所述工作電極WE產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)氣體濃度的電流信號(hào)成正比的電壓信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于，

所述濾波電路包括由電容C8、電容C9和電阻R13構(gòu)成的π型濾波器；所述π型濾波器一端連接放大電路，另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3、基準(zhǔn)源U4、電容C4、電容C5、電容C6和電容C7；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3采用AD7190芯片；所述基準(zhǔn)源U4采用ADR421芯片；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳AIN1連接所述濾波電路；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳REFIN1+連接所述基準(zhǔn)源U4的輸出端；所述電容C4和電容C5相互并聯(lián)接在所述基準(zhǔn)源U4的輸入端和地之間；所述電容C6和電容C7相互并聯(lián)接在所述基準(zhǔn)源U4的輸出端和地之間；所述基準(zhǔn)源U4的輸入端還連接5V電源正極；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳REFIN1-接地；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳SCLK、引腳DIN和引腳DOUT連接數(shù)字隔離電路；

所述數(shù)字隔離電路包括數(shù)字隔離器U5、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12；所述數(shù)字隔離器U5采用ADUM1402芯片；所述數(shù)字隔離器U5的引腳OA經(jīng)由電阻R8連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳SCLK；所述數(shù)字隔離器U5的引腳OB經(jīng)由電阻R9連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳DIN；所述數(shù)字隔離器U5的引腳IC經(jīng)由電阻R10連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳DOUT；所述數(shù)字隔離器U5的引腳E2通過(guò)電阻R11連接2.5V電源正極；所述數(shù)字隔離器U5的引腳E1通過(guò)電阻R12連接3.3V電源正極。

5.一種氣體監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氣體監(jiān)測(cè)儀包括：

權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊。