[發(fā)明專利]非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及應用

有效

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• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111965128B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 艾超;羨浩博;苗岑岑
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 盧浩

本發(fā)明屬于空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及應用，通過控制IO口的電平狀態(tài)以及翻轉(zhuǎn)頻率，輸出固定脈沖寬度方波信號；紅外光通過光學氣室，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，熱電堆探測器在受到光照后，產(chǎn)生電勢差；熱電堆探測器產(chǎn)生的電勢差通過轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路將接收到的電勢差信號進行濾波處理，輸出為穩(wěn)定態(tài)；用戶端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在經(jīng)過用戶端MCU根據(jù)計算公式得到二氧化碳濃度值。本發(fā)明省去了非分光紅外二氧化碳傳感器內(nèi)置MCU的空間和成本，達到了簡化傳感器結(jié)構(gòu)，減小傳感器裝置體積，降低生產(chǎn)成本的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及應用。

背景技術(shù)

目前，隨著人們生活水平的提高，對所處環(huán)境中空氣質(zhì)量的關(guān)注度也不斷提高，為了滿足對空氣質(zhì)量的監(jiān)測，環(huán)境類傳感器如空氣質(zhì)量傳感器(如CO₂、PM2.5)的市場前景廣闊，增速顯著，全球知名HVAC廠商都在傳感器領(lǐng)域有所布局。二氧化碳濃度是衡量空氣質(zhì)量的重要指標之一，市面上已經(jīng)存在各式各樣用于檢測二氧化碳濃度的傳感器，可以廣泛應用于新風空調(diào)，空氣凈化器等注重改善空氣質(zhì)量的健康家電產(chǎn)品。傳統(tǒng)非分光紅外二氧化碳傳感器本身自帶控制器，負責控制激勵光源的啟動和探頭數(shù)據(jù)的處理。導致現(xiàn)有非分光二氧化碳傳感器需要內(nèi)置MCU完成數(shù)據(jù)處理功能，導致空間大，成本高，傳感器結(jié)構(gòu)復雜。

通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：現(xiàn)有非分光二氧化碳傳感器需要內(nèi)置MCU完成數(shù)據(jù)處理功能，導致空間大，成本高，傳感器結(jié)構(gòu)復雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及應用。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法，所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法包括：

用戶控制器通過I/O接口連接傳感器系統(tǒng)，通過控制IO口的電平狀態(tài)以及翻轉(zhuǎn)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(fā)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(jīng)過安裝在熱電堆探測器頭部的濾光片，實現(xiàn)固定波長的光信號輸入，熱電堆探測器在受到光照后，產(chǎn)生電勢差；

熱電堆探測器產(chǎn)生的電勢差通過轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)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(wěn)定態(tài)；

用戶端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在經(jīng)過用戶端MCU根據(jù)計算公式得到二氧化碳濃度值。

進一步，所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法熱電堆探測器的探頭的模擬信號經(jīng)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(zhuǎn)換為數(shù)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。

進一步，所述非分光紅外二氧化碳傳感器控制方法獲得傳感器相關(guān)特性參數(shù)以及補償方程，特性參數(shù)和補償方程通過用戶手冊的方式提供給用戶；用戶根據(jù)需求，根據(jù)傳感器特性和補償方程對傳感器數(shù)值進行補償；

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檢測包括：當具有連續(xù)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(jié)合朗伯-比爾定律，當有效光程、氣體吸收系數(shù)、紅外光強衰減量已知的情況下，計算出待測氣體的濃度。