CN200959004Y - 甲醛检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醛检测器，包括采样并生成甲醛微弱电流的传感器，与传感器连接的电流电压变换电路，经电流电压变换电路变换后的电流信号输入到精密放大器，与精密放大器连接的低通滤波器和与低通滤波器连接的LCD显示模块，所述精密放大器包括T型电阻连接电路和寄生电容消除电路。本实用新型具有检测精度高、显示结果直观、体积小便于携带的优点。

Description

甲醛检测器

技术领域

本实用新型涉及一种有害气体检测装置，确切地说涉及一种可以检测甲醛气体浓度的甲醛检测器。

背景技术

随着生活水平的逐步提高，家庭装修越来越普及。大量装修材料的使用使室内空气污染严重，甲醛就是其中有害气体的一种。目前，常规检测甲醛气体浓度的检测器有多种，普遍使用的为检测管法和色卡对照法，这样的检测方法具有仪器成本低，易操作的优点，但检测出的数值准确度较差；还有采用分光光度计法和气相色谱法，这两种方法需要使用大型仪器分析，检测出的数值准确度相对较高，定量准确，抗干扰性强，但测试费用较高、周期长、需专业人员操作，普及困难。

实用新型内容

本实用新型旨在针对上述缺陷，提供一种检测精度高、显示结果直观、体积小便于携带的甲醛检测器。

为达到上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种甲醛检测器，其特征在于：包括采样并生成甲醛微弱电流的传感器，与传感器连接的电流电压变换电路，经电流电压变换电路变换后的电流信号输入到精密放大器，与精密放大器连接的低通滤波器和与低通滤波器连接的LCD显示模块，所述精密放大器包括T型电阻连接电路和寄生电容消除电路。

所述T型电阻连接电路包括R1和R2和Rf。

所述寄生电容消除电路包括R1和C1。

所述低通滤波器包括R4和C2。

所述传感器和电流电压变换电路之间设有取样电阻Rq。

所述精密放大器与负反馈精密电阻Rf和滤波电容ef并联。

所述电流电压变换电路为电流电压变换器。

所述LCD显示模块包括A/D转换器、控制数字信号显示的单片机和液晶显示器。

本实用新型的原理为：将传感器产生的与甲醛浓度成正比的电流经过精密放大器放大，经低通滤波器滤除杂波，通过LCD显示模块中集成的A/D转换器转化为数字信号，进入单片机处理，最后经液晶显示器显示出甲醛的浓度(ppm)。

本实用新型的优点在于：

1、由于本实用新型采用电路结构实现对甲醛浓度的检测，较现有的检测管法、色卡对照法具有检测结果准确的优点，检测精度可达0.05ppm；较现有的分光光度计法和气相色谱法具有测试费用低廉、周期短、体积小便于携带的优点。

2、本实用新型采用LCD显示模块显示检测数值，较现有的检测仪器具有显示结果直观的优点。

3、本实用新型结构简单、体积较小、便于普遍推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意方框图

图2为本实用新型的具体电路结构图

具体实施方式

实施例1

一种甲醛检测器，包括采样并生成甲醛微弱电流的传感器1，与传感器1连接的电流电压变换电路2，经电流电压变换电路2变换后的电流信号输入到精密放大器3，与精密放大器3连接的低通滤波器4和与低通滤波器4连接的LCD显示模块5，所述精密放大器3包括T型电阻连接电路和寄生电容消除电路。所述T型电阻连接电路包括R1和R2和Rf。所述寄生电容消除电路包括R1和C1。所述低通滤波器4包括R4和C2。所述传感器1和电流电压变换电路2之间设有取样电阻Rq。所述精密放大器3与负反馈精密电阻Rf和滤波电容ef并联。所述电流电压变换电路2为电流电压变换器。所述LCD显示模块5包括A/D转换器6、控制数字信号显示的单片机7和液晶显示器8。

传感器1输出的微弱电流经取样电阻Rq后，进入IC1进行I/V变换和阻抗转换，然后信号经电阻R3进入IC2构成的精密放大器，R1和R2、Rf构成T型电阻连接电路网络，其中Cf为电路寄生电容，R1与C1为外加的RC寄生电容消除电路网络，通过该网络被消除，进入R4和C2构成的低通滤波器，滤除高频杂波，最后放大的信号送入LCD显示模块。

实施例2

本实用新型的传感器1采用瑞士蒙巴波公司生产的电化学甲醛传感器1系列(CH2O/S-10)，此类传感器1具有无需偏置电压，线性输出等优点。

所述电流电压变换电路2具体为：传感器1的输出电流一般在nA级，因而对电化学测量提出了较高的要求，由于传感器1输出为微弱的，需使用电流-电压变换器(也称零阻电流计)，作为传感器1接口电路，进行i/v变换，它的优点是电流检测灵敏度高，一般能达到10-14～10-15A。

T型电阻连接电路中，在采用零阻放大器测量微小电流时，为获得较高的放大器增益，使电流电压变换后的结果落在易测量的范围，Rf必须取得很大。通常Rf取值要到MΩ甚至GΩ量级，否则不易准确测量微弱电流。但如果Rf取值太大，要求放大器的输入阻抗应更大，否则将对信号有很大的分流作用，加大输入偏置电流、失调电压、漂移的影响，产生运算误差。同时，Rf过大会使放大器的响应时间增长，影响快速变化电流信号的测量。电路中的寄生电容及噪声也将影响测量的精度和稳定性，甚至引起电路产生自激振荡。为此，我们采用如图所示T型电阻连接电路，在Rf可以取较小阻值的同时，获得较大的放大倍数。

改进后电路的输入输出关系为：

V0＝-i×Rf(1+R1/R2)

从式中可以看出，Rf值可以不必取得很大，单靠选取R1/R2的比值即可得到与高阻值Rf相同的放大倍数。

寄生电容消除电路中，在进行电化学暂态反应的研究时，电路的响应速度至关重要。在微电流测量电路中，零阻电流计电路的响应时间通常受限于由电阻Rf和电路中输入寄生电容构成的时间常数。当该时间常数不小于电化学反应所对应的时间常数时，测量结果往往会发生畸变而变得不可靠。虽然在设计印刷电路板时，可通过精心的布线和布置元件来减少寄生电容，达到削弱畸变的目的，但并不能完全消除它的影响。寄生电容消除电路可以使这种影响减到最小。图中Cf为电路中的寄生电容，R1与C1为外加的RC网络。通过调整电阻R1和电容C1的取值，可以使得R1C1＝RfCf，而此时可认为寄生电容的影响已经被完全消除。

LCD显示模块5中，使用已经商品化的计量模块，这是一种有多位段型液晶显示器件8和具有译码、驱动、计数、A/D转换功能的集成电路片组装而成的模块。由于所用的集成电路中具有A/D转换功能，所以可以将输入的模拟量电信号转换成数字量显示出来。这种模块就可以实现任何量值的测量和显示，使用起来十分方便。计量模块所用的集成电路型号主要有ICL7106、ICL7116、ICL7126、ICL7136、ICL7135、ICL7129等。

实施例3

本实用新型不限于上述实施例，在本实用新型的构思范围内，本领域的普通技术人员还可对上述实施例作一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种甲醛检测器，其特征在于：包括采样并生成甲醛微弱电流的传感器(1)，与传感器(1)连接的电流电压变换电路(2)，经电流电压变换电路变换后的电流信号输入到精密放大器(3)，与精密放大器(3)连接的低通滤波器(4)和与低通滤波器(4)连接的LCD显示模块(5)，所述精密放大器(3)包括T型电阻连接电路和寄生电容消除电路。

2、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述T型电阻连接电路包括R1和R2和Rf。

3、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述寄生电容消除电路包括R1和C1。

4、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述低通滤波器(4)包括R4和C2。

5、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述传感器(1)和电流电压变换电路(2)之间设有取样电阻Rq。

6、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述精密放大器(3)与负反馈精密电阻Rf和滤波电容ef并联。

7、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述电流电压变换电路(2)为电流电压变换器。

8、根据权利要求1所述的甲醛检测器，其特征在于：所述LCD显示模块(5)包括A/D转换器(6)、控制数字信号显示的单片机(7)和液晶显示器(8)。

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