丙烷传感器信号处理电路的制作方法

专利检索2025-05-22  7


本技术涉及丙烷气体检测,尤其是涉及丙烷传感器信号处理电路。


背景技术:

1、丙烷(propane)传感器模块主要针对以r290(丙烷)作为制冷剂的空调系统的丙烷泄漏进行检测与报警而开发。r290制冷剂因制冷效率更高、更耐酷热气候,对臭氧层没有破坏作用,并且温室效应非常小等优点,成为冷媒里的新宠。但是,丙烷作为一种高可燃性的气体,它的泄漏将可能会造成重大的生命、财产损失。

2、因此,对以丙烷作为制冷剂的空调系统进行实时的丙烷泄漏监测是非常必要的。针对气体的检测,主要存在以下几种原理的传感器产品:光离子化(pid)传感器(主要检测挥发性有机物)、非色散红外(ndi r)传感器(主要检测烷烃以及二氧化碳)、催化燃烧式传感器(主要检测可燃气)以及电化学传感器(主要检测毒气)。

3、现有的技术中,目前已知国内在此方向应用的产品仍处于尝试阶段,有厂商基于半导体气敏材料的气体传感器设计检测模块。但此种传感器易于受到湿度、温度的强烈影响,且很多气体会对其产生交叉反应,其稳定性、可靠性非常不理想。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的是提供丙烷传感器信号处理电路,其是一种能够检测丙烷气体浓度,并对外接主机提供信号接口的电路。

2、本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的:

3、丙烷传感器信号处理电路,包括催化补偿元件、催化检测元件、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一电容器、第二电容器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器、第三电容器、运算放大器、通用电阻器、第四电容器、mcu以及稳压电源芯片。

4、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述催化补偿元件和所述催化检测元件串联,所述第一电阻器和所述第二电阻器串联后,两者并联构成惠斯通电桥,所述催化补偿元件和所述第一电阻器构成上桥臂,所述催化检测元件和所述第二电阻器构成下桥臂。

5、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述第三电阻器一端与所述催化补偿元件和所述催化检测元件串联后中心点连接,所述第一电容器一端与第三电阻器另一端连接,另一端接地;

6、第四电阻器一端与所述第一电阻器和所述第二电阻器串联后中心点连接,所述第二电容器一端与所述第四电阻器连接,另一端接地。

7、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述第三电阻器连接所述第一电容器的一端与所述第五电阻器、运算放大器同相输入端连接,所述第七电阻器的一端与所述第五电阻器连接,另一端接地。

8、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述第四电阻器连接所述第二电容器的一端与所述第六电阻器、运算放大器反相输入端连接,所述第六电阻器与所述第八电阻器、第三电容器连接;

9、所述第八电阻器并联在所述运算放大器的反向输入端与输出端之间,所述第三电容器与所述第八电阻器并联。

10、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述通用电阻器的一端与所述运算放大器的输出管脚相连,另一端与所述第四电容器以及所述mcu的管脚相连,所述第四电容器的一端接地。

11、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述稳压电源芯片的输出管脚与所述惠斯通电桥的上桥臂相连。

12、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述第一电阻器、所述第二电阻器为惠斯通电桥元件;

13、所述第一电阻器至第八电阻器为所述运算放大器的放大信号元件,用于设置放大系数。

14、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述第一电容器与所述第二电容器为输入信号滤波元件,用于滤除噪声信号;

15、所述第三电容器用于防止所述运算放大器振荡,提高稳定性;

16、所述第四电容器为信号滤波元件。

17、作为本实用新型的进一步的技术方案:所述通用电阻器为限流元件。

18、综上所述,本实用新型包括以下至少一种有益技术效果:

19、1.本实用新型公开了一种丙烷传感器信号处理电路,其中第一电阻器至第八电阻器是一种低温漂、高精度电阻器,可以有效降低温度对检测的影响,提高电路的稳定性。第一电容器、第二电容器、第四电容器有效降低了输入运放信号的噪声,提高了电路的抗干扰能力。第三电容器并联在运放反馈电阻器上,防止运放振荡,提高了信号放大电路的稳定性。

20、2.本实用新型采用催化燃烧式原理检测丙烷气体,因催化元年本身就是发热体,故此原理实现的丙烷气体检测可以适应于低温环境,适合于空调室外机的使用。



技术特征:

1.丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,包括催化补偿元件(1)、催化检测元件(2)、第一电阻器(3)、第二电阻器(4)、第三电阻器(5)、第四电阻器(6)、第一电容器(7)、第二电容器(8)、第五电阻器(9)、第六电阻器(10)、第七电阻器(11)、第八电阻器(12)、第三电容器(13)、运算放大器(14)、通用电阻器(15)、第四电容器(16)、mcu以及稳压电源芯片。

2.根据权利要求1所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述催化补偿元件(1)和所述催化检测元件(2)串联,所述第一电阻器(3)和所述第二电阻器(4)串联后,两者并联构成惠斯通电桥,所述催化补偿元件(1)和所述第一电阻器(3)构成上桥臂,所述催化检测元件(2)和所述第二电阻器(4)构成下桥臂。

3.根据权利要求2所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述第三电阻器(5)一端与所述催化补偿元件(1)和所述催化检测元件(2)串联后中心点连接,所述第一电容器(7)一端与第三电阻器(5)另一端连接,另一端接地;

4.根据权利要求3所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述第三电阻器(5)连接所述第一电容器(7)的一端与所述第五电阻器(9)、运算放大器(14)同相输入端连接,所述第七电阻器(11)的一端与所述第五电阻器(9)连接,另一端接地。

5.根据权利要求3所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述第四电阻器(6)连接所述第二电容器(8)的一端与所述第六电阻器(10)、运算放大器(14)反相输入端连接,所述第六电阻器(10)与所述第八电阻器(12)、第三电容器(13)连接;

6.根据权利要求1所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述通用电阻器(15)的一端与所述运算放大器(14)的输出管脚相连,另一端与所述第四电容器(16)以及所述mcu的管脚相连,所述第四电容器(16)的一端接地。

7.根据权利要求2所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述稳压电源芯片的输出管脚与所述惠斯通电桥的上桥臂相连。

8.根据权利要求2所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述第一电阻器(3)、所述第二电阻器(4)为惠斯通电桥元件;

9.根据权利要求1所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述第一电容器(7)与所述第二电容器(8)为输入信号滤波元件,用于滤除噪声信号;

10.根据权利要求1所述的丙烷传感器信号处理电路,其特征在于,所述通用电阻器(15)为限流元件。


技术总结
本技术涉及丙烷传感器信号处理电路,包括催化补偿元件、催化检测元件、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一电容器、第二电容器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器、第三电容器、运算放大器、通用电阻器、第四电容器、MCU以及稳压电源芯片。其中第一电阻器至第八电阻器是一种低温漂、高精度电阻器,可以有效降低温度对检测的影响,提高电路的稳定性。第一电容器、第二电容器、第四电容器有效降低了输入运放信号的噪声,提高了电路的抗干扰能力。第三电容器并联在运放反馈电阻器上,防止运放振荡,提高了信号放大电路的稳定性。

技术研发人员:朱亚明,孙伟
受保护的技术使用者:上海米岑电子科技有限公司
技术研发日:20231009
技术公布日:2024/5/29
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