CN219715236U - 一种热释电探测器信号调理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及非分光红外气体分析设备技术领域，公开了一种热释电探测器信号调理电路，包括探测器、信号调理电路和ADC转换电路，所述信号调理电路包括实现电信号连接的电阻R5、电阻R3、电容C6、电阻R4、电容C7、电容C3、电阻R6、第一运算放大器、电容C2、电阻R2、电容C1、电阻R1和电容C4。本实用新型设计了一种可有效检测精度的信号调理电路，根据实际实验与应用，该信号处理电路，在保证信号真实性的同时具有非常好的放大滤波功能，为软件端信号采集与处理，提供了有力的硬件基础。

Description

一种热释电探测器信号调理电路

技术领域

本实用新型涉及非分光红外气体分析设备技术领域，具体为一种热释电探测器信号调理电路。

背景技术

非分光红外气体分析技术主要是基于气体会对红外光进行选择性吸收的原理。红外光源发出的红外光线经过一定浓度待测的气体吸收后，与气体浓度成正比的红外波段光强会发生变化。因此，可以通过求出红外光线经过气体前后的光强变化值，反求出待测气体浓度值。朗伯-比尔定律为红外传感器气体浓度精确检测提供了有力的理论依据，根据实际需求选择合适波长的光源和传感器，通过信号调理电路即可采集传感器的输出信息，加以计算得出待测气体的浓度。

但热释电输出的探测器信号容易受到外界光源、电磁等干扰影响，输出信号中存在大量噪声而影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热释电探测器信号调理电路,以解决上述现有技术中提出的问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种热释电探测器信号调理电路，包括探测器、信号调理电路和ADC转换电路，所述信号调理电路包括电阻R5、电阻R3、电容C6、电阻R4、电容C7、电容C3、电阻R6、第一运算放大器、电容C2、电阻R2、电容C1、电阻R1和电容C4；

所述探测器的信号端连接电阻R3和电阻R5一端，所述电阻R5另外一端接地，所述电阻R3另外一端分别和电容C6一端、电阻R4一端相连，所述电容C6另外一端接地，所述电阻R4另外一端分别与电容C7一端、电容C3一端相连，所述电容C7另外一端接地，所述电容C3另外一端分别与电阻R6一端、运算放大器同相输入端3脚相连，所述电阻R6另外一端与参考电压相连，所述电容C2一端接地，另外一端与电阻R2一端相连，所述电阻R2另外一端分别与电容C1一端、电阻R1一端、运算放大器反相输入端2脚相连，所述电容C1另外一端、电阻R1另外一端、运算放大器输出端1脚均与电容C4一端相连，所述电容C4另外一端与运算放大器同相输入端5脚相连，所述运算放大器反相输入端6脚与运算放大器输出端7脚相连并与ADC转换电路的信号采集端相连。

优选的，所述电容C2、电容C3和电容C4均为直流隔离电容。

优选的，所述电阻R1和电阻R2均为可调电阻。

本实用新型的有益效果集中体现在：本实用新型设计了一种可有效检测精度的信号调理电路。根据实际实验与应用，该信号处理电路，在保证信号真实性的同时具有非常好的放大滤波功能，为软件端信号采集与处理，提供了有力的硬件基础。

附图说明

图1为本实用新型的流程框图；

图2为本实用新型的电路图；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参阅图1-图2，一种热释电探测器信号调理电路，在本实施例中，包括探测器、信号调理电路和ADC转换电路，所述信号调理电路包括电阻R5、电阻R3、电容C6、电阻R4、电容C7、电容C3、电阻R6、第一运算放大器、电容C2、电阻R2、电容C1、电阻R1和电容C4；

所述探测器的信号端连接电阻R3和电阻R5一端，所述电阻R5另外一端接地，所述电阻R3另外一端分别和电容C6一端、电阻R4一端相连，所述电容C6另外一端接地，所述电阻R4另外一端分别与电容C7一端、电容C3一端相连，所述电容C7另外一端接地，所述电容C3另外一端分别与电阻R6一端、运算放大器同相输入端3脚相连，所述电阻R6另外一端与参考电压相连，所述电容C2一端接地，另外一端与电阻R2一端相连，所述电阻R2另外一端分别与电容C1一端、电阻R1一端、运算放大器反相输入端2脚相连，所述电容C1另外一端、电阻R1另外一端、运算放大器输出端1脚均与电容C4一端相连，所述电容C4另外一端与运算放大器同相输入端5脚相连，所述运算放大器反相输入端6脚与运算放大器输出端7脚相连并与ADC转换电路的信号采集端相连。

具体的，所述电容C2、电容C3和电容C4均为直流隔离电容。

具体的，所述电阻R1和电阻R2均为可调电阻。

下面对本实施例中的源部件功能进行原理说明：

在图2中，电阻R5为热释电探测器信号输出偏置电阻，其主要作用是与热释电探测器阻抗匹配，稳定热释电输出信号的直流偏置电压。不同产家生产的不同型号热释电探测器所接的偏置电阻阻值可能不同，可根据实际所用热释电探测器进行更改。

电路中的电阻R3、电容C6和电阻R4、电容C7用作二阶低通滤波器，采用二阶低通滤波，能够减小信号通过带宽，减小信号中混入噪声干扰，降低噪声干扰，提高信号检测灵敏度。电阻R3、电容C6和电阻R4、电容C7根据实际电路的信号的中心频率，计算取得响应的值。

电路中的电容C2、电容C3和电容C4采用的直流隔离电容其作用主要是去除探测器输出信号的直流偏置电压。其容值大小一般以小于所使用电路中的输入输出阻抗10倍以上选用相应的容值，用时需兼顾在满足设计的情况下尽可能使用小电容。

电路中的电阻R1、电阻R2采用的放大增益调节电阻，不同的热释电探测器输出的信号值大小不同，通过调节电阻R1、电阻R2的阻值即可改变相应的放大增益，最终使得放大信号在最佳范围内，以便后级电路对探测器信号进行采集与处理。电容C1的作用，主要是滤除放大信号中的高频噪声。

这里运算放大器型号采用单电源供电双路运放，输出没有负电压，采用单电源只能采集正半轴，因此，需要在运算放大器的正极性加入偏置电压，确保放大信号的完整性。运算放大器一路用作信号放大滤波出路，另一路运算放大器作信号跟随输出，供后端电路采集处理。

电阻R6为加入运算放大器偏置电压的限流电阻，加入运算放大器的偏置电压可根据实际信号大小以及运算放大器的使用型号加入不同的偏置电压值。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

Claims (3)

1.一种热释电探测器信号调理电路，其特征在于，包括探测器、信号调理电路和ADC转换电路，所述信号调理电路包括电阻R5、电阻R3、电容C6、电阻R4、电容C7、电容C3、电阻R6、第一运算放大器、电容C2、电阻R2、电容C1、电阻R1和电容C4；

所述探测器的信号端连接电阻R3和电阻R5一端，所述电阻R5另外一端接地，所述电阻R3另外一端分别和电容C6一端、电阻R4一端相连，所述电容C6另外一端接地，所述电阻R4另外一端分别与电容C7一端、电容C3一端相连，所述电容C7另外一端接地，所述电容C3另外一端分别与电阻R6一端、运算放大器同相输入端3脚相连，所述电阻R6另外一端与参考电压相连，所述电容C2一端接地，另外一端与电阻R2一端相连，所述电阻R2另外一端分别与电容C1一端、电阻R1一端、运算放大器反相输入端2脚相连，所述电容C1另外一端、电阻R1另外一端、运算放大器输出端1脚均与电容C4一端相连，所述电容C4另外一端与运算放大器同相输入端5脚相连，所述运算放大器反相输入端6脚与运算放大器输出端7脚相连并与ADC转换电路的信号采集端相连。

2.根据权利要求1所述一种热释电探测器信号调理电路，其特征在于，所述电容C2、电容C3和电容C4均为直流隔离电容。

3.根据权利要求2所述一种热释电探测器信号调理电路，其特征在于，所述电阻R1和电阻R2均为可调电阻。