[發明專利]非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法、系統、介質及應用

有效

• 申請號: 202010631971.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111965128B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 艾超;羨浩博;苗岑岑
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;F24F11/89
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 盧浩

1.一種非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法，其特征在于，包括：

用戶控制器通過I/O接口連接傳感器系統，通過控制IO口的電平狀態以及翻轉頻率，使IO口輸出固定脈沖寬度的方波信號，以控制非分光紅外光源發射等時間長度等光強的光信號；

紅外光通過充有二氧化碳氣體的光學氣室，光在傳播過程中被二氧化碳部分吸收，照射到熱電堆探測器，光信號經過安裝在熱電堆探測器頭部的濾光片，實現固定波長的光信號輸入，熱電堆探測器在受到光照后，產生電勢差；

熱電堆探測器產生的電勢差通過轉換元件和轉換電路將接收到的電勢差信號進行濾波處理，使其輸出為穩定態；

用戶端通過模數轉換模塊將接收到的模擬量信號轉換為數字信號，再經過用戶端MCU根據計算公式得到二氧化碳濃度值。

2.如權利要求1所述的非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法，其特征在于，所述熱電堆探測器的探頭的電勢差信號經過放大電路直接輸入至使用者的ADC接口，將傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號；基于朗伯-比爾定律計算公式，對二氧化碳濃度進行計算，得到所測量二氧化碳氣體濃度。

3.如權利要求1所述的非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法，其特征在于，還包括：

獲得傳感器相關特性參數以及補償方程，特性參數和補償方程通過用戶手冊的方式提供給用戶；用戶根據需求，根據傳感器特性和補償方程對傳感器數值進行補償；

非分光紅外二氧化碳檢測，包括：當具有連續波長的紅外光透過待測氣體時，氣體吸收相應波段的紅外光，結合朗伯-比爾定律，當有效光程、氣體吸收系數、紅外光強衰減量已知的情況下，計算出待測氣體的濃度。

4.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行如下步驟：

用戶控制器通過I/O接口連接傳感器系統，通過控制IO口的電平狀態以及翻轉頻率，使IO口輸出固定脈沖寬度的方波信號，以控制非分光紅外光源發射等時間長度等光強的光信號；

紅外光通過充有二氧化碳氣體的光學氣室，光在傳播過程中被二氧化碳部分吸收，照射到熱電堆探測器，光信號經過安裝在熱電堆探測器頭部的濾光片，實現固定波長的光信號輸入，熱電堆探測器在受到光照后，產生電勢差；

熱電堆探測器產生的電勢差通過轉換元件和轉換電路將接收到的電勢差信號進行濾波處理，使其輸出為穩定態；

用戶端通過模數轉換模塊將接收到的模擬量信號轉換為數字信號，在經過用戶端MCU根據計算公式得到二氧化碳濃度值。

5.一種實施權利要求1～3任意一項所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法的非分光紅外二氧化碳傳感器控制系統，其特征在于，所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制系統包括：

用戶控制模塊，用于通過I/O接口連接傳感器系統，通過控制IO口的電平狀態以及翻轉頻率，使IO口輸出固定脈沖寬度的方波信號，以控制非分光紅外光源發射等時間長度等光強的光信號；

熱電探測模塊，用于實現固定波長的光信號輸入，在受到光照后，會產生電勢差；

電勢差信號濾波處理模塊，用于將產生的電勢差通過轉換元件和轉換電路將接收到的電勢差信號進行濾波處理，使其輸出為穩定態；

模數轉換模塊，用于將接收到的模擬量信號轉換為數字信號，在經過用戶端MCU根據計算公式得到二氧化碳濃度值。

6.一種安裝有權利要求5所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制系統的非分光紅外二氧化碳傳感器控制裝置，其特征在于，所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制裝置包括：非分光紅外光源、氣室、熱電堆探測器、轉換元件、轉換電路、外圍電路、用戶接口；

非分光紅外光源提供固定波長范圍的紅外光，在其兩端施加電壓會使其發射固定波段的紅外光；氣室為內部鍍膜的圓桶結構，氣室兩端連接著非分光紅外光源和熱電堆探測器，且氣室兩端接近于氣室邊緣位置存在有進氣口和排氣口，負責氣體的流通；熱電堆探測器前端包括4.26μm波長的窄帶濾光片，用于過濾非必需波長的光；轉換元件及轉換電路用于光電信號以及模數信號的轉換；相關的外圍電路為非分光紅外光源、熱電堆探測器以及用戶接口提供驅動和穩壓的功能，非分光紅外光源安裝在氣室的一端。