CN219715378U - 一种室内甲醛浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种室内甲醛浓度检测装置，包括甲醛浓度传感器和信号采集处理模块，甲醛浓度传感器用于采集室内甲醛浓度并成比例地转换成电信号输出；所述信号采集处理模块用于对所述电信号进行调理，包括依次连接的复合增强稳定器、补偿滤波器、A/D转换器和控制器，所述控制器还连接有预警单元；本实用新型通过设置复合增强稳定器来对甲醛浓度传感器的检测信号进行放大增强处理，有效提升放大的稳定性，避免检测信号在放大过程中出现失调；补偿滤波器利用阻容补偿原理有效改善检测信号输出波形，提升检测信号输出波形的线性度，避免因环境气流波动噪声检测信号畸变，从而有效降低系统检测误差，提升甲室内醛浓度检测结果的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及甲醛浓度监测技术领域，特别是涉及一种室内甲醛浓度检测装置。
背景技术
目前甲醛的国标检测方法主要有化学法和仪器法两大类。化学方法主要有酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法等。仪器法主要包括气相色谱法、离子色谱法、示波极谱测定法等。这些方法拥有各自的优点，总体上都满足确定度高，测量范围广的要求。在家庭或工业应用中，许多室内场景需要对甲醛浓度进行在线监测，通过甲醛浓度传感器实时采集室内环境的甲醛浓度参数，通过其组成的无线传感器网路实时室内工业环境的的甲醛浓度和环境温度，有效地保证了在室内环境中人员安全。例如，申请号为201310608819.1的中国发明专利公开了一种多功能室内空气质量监控系统，传感器组包括气体传感器、甲醛传感器和粉尘浓度传感器，以及湿度传感器和温度传感器，气体传感器、甲醛传感器和粉尘浓度传感器均依次通过放大电路和 A/D 转换电路与主控制器的输入端相接；由此可见，在对传感器检测信号处理过程中，该申请仅对检测信号进行简单的放大处理，但受到温度和气流波动等环境因素影响，甲醛传感器的检测信号在放大过程中很容易产生失调，且夹杂大量杂波，影响甲醛浓度检测精度。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种室内甲醛浓度检测装置。
其解决的技术方案是：一种室内甲醛浓度检测装置，包括甲醛浓度传感器和信号采集处理模块，所述甲醛浓度传感器用于采集室内甲醛浓度并成比例地转换成电信号输出；所述信号采集处理模块用于对所述电信号进行调理，包括依次连接的复合增强稳定器、补偿滤波器、A/D转换器和控制器，所述控制器还连接有预警单元。
优选的，所述复合增强稳定器包括运放器AR1和MOS管Q1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接电容C1、C2、电阻R4的一端和所述甲醛浓度传感器的检测信号输出端，电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端连接MOS管Q1的漏极，电容C2的另一端连接MOS管Q1的栅极，并通过电阻R5连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3的一端和稳压二极管DZ1的阳极，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端和稳压二极管DZ1的阴极连接运放器AR1的输出端，MOS管Q1的源极通过电阻R6连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端通过变阻器RP1接地。
优选的，所述补偿滤波器包括运放器AR2，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7的一端，并通过并联的电阻R9与电容C3连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8接地，运放器AR2的输出端通过电感L1连接电容C4的一端和所述A/D转换器，电容C4的另一端接地。
优选的，所述甲醛浓度传感器选用型号为FS00501。
优选的，所述预警单元包括现场报警器和远程预警模块。
优选的，所述远程预警模块为GPRS无线传输模块，所述GPRS无线传输模块通过数据总线连接所述控制器。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型通过设置复合增强稳定器来对甲醛浓度传感器的检测信号进行放大增强处理，有效提升放大的稳定性，避免检测信号在放大过程中出现失调；
2.补偿滤波器利用阻容补偿原理有效改善检测信号输出波形，提升检测信号输出波形的线性度，避免因环境气流波动噪声检测信号畸变，从而有效降低系统检测误差，提升甲室内醛浓度检测结果的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的系统模块图。
图2为本实用新型复合增强稳定器的电路原理图。
图3为本实用新型补偿滤波器的电路原理图。
实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1-3的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
如图1所示，一种室内甲醛浓度检测装置，包括甲醛浓度传感器和信号采集处理模块，甲醛浓度传感器用于采集室内甲醛浓度并成比例地转换成电信号输出；所述信号采集处理模块用于对所述电信号进行调理，包括依次连接的复合增强稳定器、补偿滤波器、A/D转换器和控制器，所述控制器还连接有预警单元。
如图2所示，复合增强稳定器包括运放器AR1和MOS管Q1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接电容C1、C2、电阻R4的一端和所述甲醛浓度传感器的检测信号输出端，电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端连接MOS管Q1的漏极，电容C2的另一端连接MOS管Q1的栅极，并通过电阻R5连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3的一端和稳压二极管DZ1的阳极，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端和稳压二极管DZ1的阴极连接运放器AR1的输出端，MOS管Q1的源极通过电阻R6连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端通过变阻器RP1接地。
如图3所示，补偿滤波器包括运放器AR2，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7的一端，并通过并联的电阻R9与电容C3连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8接地，运放器AR2的输出端通过电感L1连接电容C4的一端和所述A/D转换器，电容C4的另一端接地。
本实用新型在具体使用时，甲醛浓度传感器的检测信号以模拟电信号的形式输出，例如可采用型号为FS00501的甲醛浓度传感器来对室内甲醛浓度进行采集，其输出方式为DAC（0.4-2V电压信号）；该电信号首先送入复合增强稳定器中进行放大增强处理，其中，运放器AR1与MOS管Q1形成复合放大组件，具体工作原理如下：甲醛浓度传感器的检测信号经电阻R1、R4分流后分别送入运放器AR1与MOS管Q1中进行放大，其中，运放器AR1对电阻R1分流信号进行同相放大处理，并在放大反馈端加入稳压二极管DZ1起到放大稳幅的作用，以形成稳定的输出电压驱动MOS管Q1栅极导通，然后再由MOS管Q1对检测信号进行放大输出，利用复合放大组件有效提升放大的稳定性，避免检测信号在放大过程中出现失调；
进一步的，补偿滤波器通过运放器AR2对复合增强稳定器的输出信号进行波形调理，利用阻容补偿原理可以有效改善检测信号输出波形，提升检测信号输出波形的线性度，有效避免因环境气流波动噪声检测信号畸变，从而有效降低系统检测误差，然后再经LC滤波降噪处理进一步提升检测信号精度，提升甲室内醛浓度检测结果的准确性；
A/D转换器用于对模拟电信号转换成控制器可识别的数字量信号，并由控制器计算出室内的实时甲醛浓度值，当控制器检测出室内甲醛浓度值超出系统预设安全范围值时，控制器驱动预警单元工作；
具体设置时，预警单元包括现场报警器和远程预警模块，远程预警模块为GPRS无线传输模块，GPRS无线传输模块通过数据总线连接控制器；其中，现场报警器用于对室内现场的声光报警，GPRS无线传输模块将控制器内的甲醛浓度数据远程传输至用户终端，实现对室内甲醛浓度有效的远程预警监测。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (6)
1.一种室内甲醛浓度检测装置，包括甲醛浓度传感器和信号采集处理模块，其特征在于：所述甲醛浓度传感器用于采集室内甲醛浓度并成比例地转换成电信号输出；所述信号采集处理模块用于对所述电信号进行调理，包括依次连接的复合增强稳定器、补偿滤波器、A/D转换器和控制器，所述控制器还连接有预警单元。
2.根据权利要求1所述一种室内甲醛浓度检测装置，其特征在于：所述复合增强稳定器包括运放器AR1和MOS管Q1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接电容C1、C2、电阻R4的一端和所述甲醛浓度传感器的检测信号输出端，电容C1的另一端接地，电阻R4的另一端连接MOS管Q1的漏极，电容C2的另一端连接MOS管Q1的栅极，并通过电阻R5连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3的一端和稳压二极管DZ1的阳极，并通过电阻R2接地，电阻R3的另一端和稳压二极管DZ1的阴极连接运放器AR1的输出端，MOS管Q1的源极通过电阻R6连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端通过变阻器RP1接地。
3.根据权利要求2所述一种室内甲醛浓度检测装置，其特征在于：所述补偿滤波器包括运放器AR2，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7的一端，并通过并联的电阻R9与电容C3连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8接地，运放器AR2的输出端通过电感L1连接电容C4的一端和所述A/D转换器，电容C4的另一端接地。
4.根据权利要求1所述一种室内甲醛浓度检测装置，其特征在于：所述甲醛浓度传感器选用型号为FS00501。
5.根据权利要求1所述一种室内甲醛浓度检测装置，其特征在于：所述预警单元包括现场报警器和远程预警模块。
6.根据权利要求5所述一种室内甲醛浓度检测装置，其特征在于：所述远程预警模块为GPRS无线传输模块，所述GPRS无线传输模块通过数据总线连接所述控制器。
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