CN205384242U - 一种智能电化学气体传感器模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能电化学气体传感器模块，包括气体敏感元件、模拟前端、CPU单元和电源模块，所述气体敏感元件对有害气体进行采集，并将采集到的信号发送至模拟前端单元，模拟前端单元对该信号进行滤波、放大，放大后的气体信号接入到CPU单元中进行检测处理，处理结果由CPU单元通过编程以数字形式对外输出；所述电源模块为模拟前端和CPU单元供电。本实用新型应用于探测器，可以提高其工作的稳定性，能通过智能化编程进行自身故障的自动检测，操作维修简便。采用此种方式对石化有毒有害气体检测是一种较好的解决方案，具有良好的市场推广价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油、化工领域，具体涉及在石化领域应用的气体探测器。
背景技术
电化学气体传感器技术广泛应用于对有害气体等的检测，并能够准确地对空气中被检测气体隐患作出预警，这一检测技术的发展日新月异，在事故前兆检查、消除方面的应用也越来越广泛，其发展方向是微型化和自动化，以期实现长期监测。多参数气体检测技术的发展使得泄漏过程在初期即可被发现。
目前石化行业气体探测器均无故障自检功能，这大大降低了气体探测器的工作可靠性。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提供一种智能电化学气体传感器模块。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种智能电化学气体传感器模块，包括气体敏感元件、模拟前端、CPU单元和电源模块，所述气体敏感元件对有害气体进行采集，并将采集到的信号发送至模拟前端单元，模拟前端单元对该信号进行滤波、放大，放大后的气体信号接入到CPU单元中进行检测处理，处理结果由CPU单元通过编程以数字形式对外输出；所述电源模块为模拟前端和CPU单元供电。
进一步，所述包括通信接口，所述通信接口与CPU单元连接，CPU单元与后端处理器通信连接。
进一步，所述电源模块包括三端芯片，所述三端芯片的输入端为第一电源端，所述三端芯片的输出端为第二电源端。
进一步，所述模拟前端包括LMP91000芯片，所述CPU单元包括MSP430FR5959芯片，气敏元件G1的S极经电感L3与LMP91000芯片的12脚连接，气每元件G1的R极经电感L2与LMP91000芯片的13脚连接，气敏元件G1的C极经电感L1与LMP91000芯片的14脚连接，气敏元件的C极与气敏元件的R极间并联电阻R6，所述LMP91000芯片的9脚与10脚并联电阻R3，所述电阻R3与电容C6并联；所述LMP91000芯片的3脚经电阻R2与第一电源连接，所述LMP91000芯片的4脚经电阻R1与第一电源端连接，所述LMP91000芯片的11脚与第二电源端连接，所述LMP91000芯片的6脚与第一电源端连接；所述LMP91000芯片的8脚经依次串联的电阻R5和电容C7接地；所述电阻R5与电容C7的公共端与MSP430FR5959芯片的3脚连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型应用于探测器工作稳定可靠，能通过智能化编程进行自身故障的自动检测，操作维修简便。采用此种方式对石化有毒有害气体检测是一种较好的解决方案，具有良好的市场推广价值。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型的工作原理方框图；
图2为本实用新型的具体电路图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
参见附图1，本模块工作原理方框图。
一种智能电化学气体传感器模块，包括气体敏感元件、模拟前端、CPU单元和电源模块，所述气体敏感元件对有害气体进行采集，并将采集到的信号发送至模拟前端单元，模拟前端单元对该信号进行滤波、放大，放大后的气体信号接入到CPU单元中进行检测处理，处理结果由CPU单元通过编程以数字形式对外输出；所述电源模块为模拟前端和CPU单元供电。
所述包括通信接口，所述通信接口与CPU单元连接，CPU单元与后端处理器通信连接。
所述电源模块包括三端芯片，所述三端芯片的输入端为第一电源端，所述三端芯片的输出端为第二电源端。在本实施例中第一电源端的电压为3.3V，第二电源端的电压为2.5V。
参见附图2，所述模拟前端包括LMP91000芯片，所述CPU单元包括MSP430FR5959芯片，气敏元件G1的S极经电感L3与LMP91000芯片的12脚连接，气每元件G1的R极经电感L2与LMP91000芯片的13脚连接，气敏元件G1的C极经电感L1与LMP91000芯片的14脚连接，气敏元件的C极与气敏元件的R极间并联电阻R6，所述LMP91000芯片的9脚与10脚并联电阻R3，所述电阻R3与电容C6并联；所述LMP91000芯片的3脚经电阻R2与第一电源连接，所述LMP91000芯片的4脚经电阻R1与第一电源端连接，所述LMP91000芯片的11脚与第二电源端连接，所述LMP91000芯片的6脚与第一电源端连接；所述LMP91000芯片的8脚经依次串联的电阻R5和电容C7接地；所述电阻R5与电容C7的公共端与MSP430FR5959芯片的3脚连接。
对有毒有害气体(如H2S)检测过程：当环境中H2S气体扩散通过敏感元件G1的透气膜进入到敏感元件G1，在电极催化剂作用下与电解液中的水发生阳极氧化反应，敏感元件G1的2脚所释放的电子形成与H2S气体浓度成正比的输出信号。敏感元件G1的输出信号通过S脚与模拟前端LMP91000的12脚相连，通过信号放大处理后，集成电路LMP91000的8脚通过RC滤波电路与CPU芯片(MSP430FR5959)的3脚(P1.2)相连，将放大处理后的气体信号接入到CPU芯片进行检测处理，处理结果由CPU芯片通过编程以数字形式对外输出(CPU芯片21、22脚为串口引脚)，后端的信号处理器通过串口通信以一定的协议进行解释处理，显示出对气体的检测结果。
同时，模拟前端LMP91000的3、4脚与CPU芯片(MSP430FR5959)的28、29脚对应相连(I2C接口)，CPU芯片实现对模拟前端LMP91000的配置，如信号放大倍率、偏置电压、偏置电压极性、采集通道切换、传感器负载电阻、传感器类型等。
本实用新型能对氧气、硫化氢、一氧化碳、二氧化氮等气体进行检测。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种智能电化学气体传感器模块，其特征在于：包括气体敏感元件、模拟前端、CPU单元和电源模块，所述气体敏感元件对有害气体进行采集，并将采集到的信号发送至模拟前端单元，模拟前端单元对该信号进行滤波、放大，放大后的气体信号接入到CPU单元中进行检测处理，处理结果由CPU单元通过编程以数字形式对外输出；所述电源模块为模拟前端和CPU单元供电。
2.根据权利要求1所述的智能电化学气体传感器模块，其特征在于：所述包括通信接口，所述通信接口与CPU单元连接，CPU单元与后端处理器通信连接。
3.根据权利要求1所述的智能电化学气体传感器模块，其特征在于：所述电源模块包括三端芯片，所述三端芯片的输入端为第一电源端，所述三端芯片的输出端为第二电源端。
4.根据权利要求3所述的智能电化学气体传感器模块，其特征在于：所述模拟前端包括LMP91000芯片，所述CPU单元包括MSP430FR5959芯片，气敏元件G1的S极经电感L3与LMP91000芯片的12脚连接，气每元件G1的R极经电感L2与LMP91000芯片的13脚连接，气敏元件G1的C极经电感L1与LMP91000芯片的14脚连接，气敏元件的C极与气敏元件的R极间并联电阻R6，所述LMP91000芯片的9脚与10脚并联电阻R3，所述电阻R3与电容C6并联；所述LMP91000芯片的3脚经电阻R2与第一电源端连接，所述LMP91000芯片的4脚经电阻R1与第一电源连接，所述LMP91000芯片的11脚与第二电源端连接，所述LMP91000芯片的6脚与第一电源端连接；所述LMP91000芯片的8脚经依次串联的电阻R5和电容C7接地；所述电阻R5与电容C7的公共端与MSP430FR5959芯片的3脚连接。
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