[發明專利]氣體傳感系統及氣體傳感器

有效

• 申請號: 202010280998.0
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN113514503B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 李娜;梁文杰;安飛;楊哲;孫冰;張樹才;金艷
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

1.一種氣體傳感系統，其特征在于，所述系統包括：

氣體傳感模塊，集成有傳感微芯片，所述傳感微芯片能夠根據不同的氣體產生至少一路電信號；

信號檢測模塊，用于獲取所述傳感微芯片產生的一路或多路電信號，并測量所述電信號對應的電阻值；

信號處理模塊，與所述信號檢測模塊連接，用于根據所述電信號對應的電阻值的變化情況確定所述電信號對應的氣體的類別和濃度；

所述傳感微芯片包括微加熱結構和傳感結構；

所述微加熱結構包括多個不同溫度的加熱區；

所述傳感結構包括多個測量電極以及涂覆于所述測量電極的氣體敏感膜，多個所述測量電極涂覆的氣體敏感膜的材料不相同；

多個所述測量電極分別設置于對應的加熱區，多個所述測量電極產生多路所述電信號；

所述信號檢測模塊包括依次相連的模擬開關電路、驅動電路以及模數轉換電路；

所述模擬開關電路與所述測量電極連接，用于獲取所述測量電極產生的模擬電信號；

所述模數轉換電路用于將所述模擬電信號轉換為數字信號輸出；

所述模擬開關電路為四雙向模擬開關電路，所述四雙向模擬開關電路與多個所述測量電極連接，用于獲取多個所述測量電極產生的所述模擬電信號。

2.根據權利要求1所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述驅動電路為四路驅動電路，所述四路驅動電路的輸入端與所述四雙向模擬開關電路的輸出端對應相連，所述四路驅動電路的輸出端與所述模數轉換電路相連。

3.根據權利要求1所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述信號處理模塊包括：

單片機，用于根據所述電信號對應的電阻值的變化情況確定所述電信號對應的氣體的類別和濃度，并輸出所述氣體的類別信號和濃度信號。

4.根據權利要求3所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述系統還包括：

加熱電路，與所述單片機連接，用于為所述微加熱結構提供加熱電壓。

5.根據權利要求4所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述微加熱結構包括加熱電極，所述加熱電極與所述加熱電路連接。

6.根據權利要求3所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述系統還包括：

報警模塊，與所述單片機連接，用于接收所述類別信號和所述濃度信號，并在所述濃度信號超過預設閾值時產生報警信號。

7.根據權利要求3所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述系統還包括：

無線通信模塊，與所述單片機連接，用于無線傳送所述類別信號和所述濃度信號。

8.根據權利要求3所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述系統還包括：

溫濕度監控模塊，與所述單片機連接，用于實時監測環境溫度和環境濕度，并輸出溫度信號和濕度信號；

所述單片機還用于根據所述溫度信號、所述濕度信號以及所述電信號對應的電阻值的變換情況確定所述電信號對應的氣體的類別和濃度。

9.根據權利要求3所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述氣體傳感模塊和所述信號檢測模塊由所述單片機供電。

10.根據權利要求1所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述氣體敏感膜由金屬氧化物半導體納米材料構成。

11.根據權利要求10所述的氣體傳感系統，其特征在于，所述金屬氧化物半導體納米材料為WO3、SnO2、CuO、In2O3、NiO、MoO3中的一種或多種。

12.一種氣體傳感器，其特征在于，包括權利要求1-11中任一項所述的氣體傳感系統。