一种半导体气体传感器的应用算法
【专利摘要】本发明公开了一种半导体气体传感器的应用算法，包括：步骤1，系统初始化，设定报警检测的上限值和差值；步骤2，获取传感器的第一AD值，并与上限值比较，当第一AD值大于上限值时报警，返回步骤2；步骤3，当第一AD值小于上限值时，将第一AD值存储为基础值；步骤4，获取传感器的第二AD值，并与上限值比较，当第二AD值大于上限值时报警，返回步骤4；步骤5，当第二AD值大于基础值，返回步骤4；步骤6，当第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基础值与差值之和时，将第二AD值存储为基础值，同时解除报警；并返回步骤4。本发明还公开一种半导体气体传感器检测电路。本发明真正做到了电路根据不同传感器或者不同使用环境的自适应。
【专利说明】
一种半导体气体传感器的应用算法
技术领域
[0001]本发明涉及一种气体传感器的应用，具体涉及到一种半导体气体传感器的应用算法。
【背景技术】
[0002]MQ系列半导体气体传感器的敏感材料是使用活性很高的金属氧化物半导体，最常用的是Sn02，其具有驱动电路简单，长寿命，低成本等特点，在较宽的浓度范围内对一氧化碳、甲烷等可燃气体有良好的敏感度。
[0003]但是实际使用中，受限于生产工艺和使用环境，造成批量生产中，不同传感器采样出来的检测值有很大的漂移，同一个传感器在不同使用温度和湿度下，采样的检测值也会有很大的漂移，不能准确的进行测量输出。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术存在的不足，提出一种半导体气体传感器的应用算法，根据半导体气体传感器的特性，自动采样并设定报警的基础值，利用差值来计算报警电压值，真正做到了电路根据不同传感器或者不同使用环境的自适应。
[0005]为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:一种半导体气体传感器的应用算法，具体包括以下步骤:
[0006]步骤I，系统初始化，设定报警检测的上限值和差值；
[0007]步骤2，获取传感器的第一AD值，并与上限值比较，当第一AD值大于上限值时报警，返回步骤2;
[0008]步骤3，当第一AD值小于上限值时，将第一 AD值存储为基础值；
[0009]步骤4，获取传感器的第二AD值，并与上限值比较，当第二AD值大于上限值时报警，返回步骤4;
[0010]步骤5，当第二AD值大于基础值，返回步骤4 ；
[0011 ]步骤6，当第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基础值与差值之和时，将第二AD值存储为基础值，同时解除报警;并返回步骤4。
[0012]进一步地，所述步骤2中，获取传感器的第一AD值，其中第一AD值的获取时间为系统上电后2分钟。
[0013]进一步地，所述传感器为MQ系列的半导体气体传感器。
[0014]—种半导体气体传感器检测电路，包括:传感器电路、控制器、报警器和指示灯电路，所述传感器的输出端连接控制器，所述控制器的输出端连接声光报警器和指示灯电路。
[0015]进一步地，所述传感器电路包括传感器、电阻R1、电阻R2和电容Cll，传感器的输出端与控制器的输入端连接，声光报警器包括三极管Ql、蜂鸣器BEEPl电阻R5和报警灯L5-L8，三极管的基极和电阻R5的一端与控制器的输出端连接，三极管的发射极连接蜂鸣器BEEPl，电阻R5的另一端与报警灯L5-L8连接，控制器的输出端通过电阻R4与指示灯L1-L4连接，
[0016]进一步地，所述控制器采用LGT8单片机。
[0017]进一步地，所述传感器为MQ系列的半导体气体传感器。
[0018]本发明的有益效果:本发明传感器采用MQ系列的半导体气体传感器，根据半导体气体传感器的特性，自动采样并设定报警的基础值，利用差值来计算报警电压值，真正做到了电路根据不同传感器或者不同使用环境的自适应，通过传感器AD值是否低于基础值，是为了传感器随着长时间的使用、老化，传感器的基础电压值会降低，一直保持MCU记录的基础值是传感器的最低基础值，保证整体电路对气体的敏感度。
【附图说明】
[0019]图1为本发明提出一种半导体气体传感器的应用算法流程图；
[0020]图2为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的控制电路图；
[0021]图3为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的传感器电路图；
[0022]图4为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的指示灯电路图；
[0023]图5为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的声光报警器电路图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0025]实施例一
[0026]参见图1，为本发明提出一种半导体气体传感器的应用算法流程图。
[0027]如图1所示，一种半导体气体传感器的应用算法，包括以下步骤:
[0028]步骤I，系统初始化，设定报警检测的上限值和差值；
[0029]步骤2，获取传感器的第一AD值，并与上限值比较，当第一AD值大于上限值时报警，返回步骤2;
[0030]步骤3，当第一AD值小于上限值时，将第一 AD值存储为基础值；
[0031]步骤4，获取传感器的第二AD值，并与上限值比较，当第二AD值大于上限值时报警，返回步骤4;
[0032]步骤5，当第二 AD值大于基础值，返回步骤4;
[0033]步骤6，当第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基础值与差值之和时，将第二AD值存储为基础值，同时解除报警;并返回步骤4。
[0034]其中在步骤2中，获取传感器的第一AD值，其中第一AD值的获取时间为系统上电后2分钟。因为半导体气体传感器特性，需要预热2分钟才能进入正常工作状态，因此，在预热2分钟后开始检测。
[0035]本发明实施例中，传感器采用MQ系列的半导体气体传感器。根据半导体气体传感器的特性，自动采样并设定报警的基础值，利用差值来计算报警电压值，真正做到了电路根据不同传感器或者不同使用环境的自适应。
[0036]在步骤6中的判断条件，传感器AD值是否低于基础值，是为了传感器随着长时间的使用、老化，传感器的基础电压值会降低，一直保持MCU记录的基础值是传感器的最低基础值，保证整体电路对气体的敏感度。
[0037]实施例二
[0038]本发明在系统初始化时设定的差值关系到产品设定的CO报警值浓度，具体采用数值根据实际产品需要可以调整。设置传感器上限值是一个上限安全值，在这个数值以上，产品会一直报警，具体产品会做相应调整。以下通过举例数值仅为说明工作流程，不作为实际产品中选择数值。
[0039]采用MQ-9半导体气体传感器，负载电阻为1K，传感器的加热电压为5V，设定传感器检测上限值为4.5V，使用的差值是2V。
[0040]在正常使用环境时，由于环境中没有CO等可燃气体，没有报警状态，具体过程如下:
[0041]1.系统上电，控制器开始工作，初始化各参数，传感器加热2分钟，2分钟内不检测传感器AD值；
[0042]2.预热时间到，读取当前传感器AD值，例如检测值为0.5V，比较检测值没有超过上限值4.5V，进入下一步，把当前读取到的0.5V数值保存为基础值；
[0043]3.再次读取传感器AD值，比如是IV，比较检测值没有超过上限值4.5V，进入下一步，比较读取值没有超过3V(基础值IV+差值2V = 3V)，进入下一步，比较读取值高过基础值，取消报警状态，循环到第三步开始再次读取传感器AD值。
[0044]实施例三
[0045]开始正常使用不报警，环境中出现CO等可燃气体，进入报警状态，其过程具体如下:
[0046]1.系统上电，单片机开始工作，初始化各参数，传感器加热2分钟(因为半导体气体传感器特性，需要预热2分钟才能进入正常工作状态)，2分钟内不检测传感器AD值。
[0047]2.预热时间到，读取当前传感器AD值，举例如0.5V，比较检测值没有超过上限值
4.5V，进入下一步，把当前读取到的0.5V数值保存为基础值；
[0048]3.再次读取传感器AD值，比如是4V，比较检测值没有超过上限值4.5V，进入下一步，比较读取值超过3V(基础值IV+差值2V = 3V)，进入下一步，开始声、光报警状态，循环到第三步开始再次读取传感器AD值。直到环境中CO浓度降低到检测值为IV，解除声、光报警状态，并重新进入第三步开始循环读取传感器AD值。
[0049]实施例四
[0050]使用时环境中CO等可燃气体超标，具体检测过程如下:
[0051]1.系统上电，单片机开始工作，初始化各参数，传感器加热2分钟，2分钟内不检测传感器AD值；
[0052]2.预热时间到，读取当前传感器AD值，举例如4.6V，比较检测值超过上限值4.5V，进入下一步，开始声、光报警，并循环到第二部开始，再次循环读取传感器AD值，直到检测值低过4.5V上限值，进入到第三步；
[0053]3.再次读取传感器AD值，比如是IV，比较检测值没有超过上限值4.5V，进入下一步，比较读取值没有超过3V(基础值IV+差值2V = 3V)，进入下一步，比较读取值高过基础值，取消报警状态，循环到第三部开始再次读取传感器AD值。
[0054]实施例五
[0055]参见图2至图5，其中图2为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的控制电路图；图3为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的传感器电路图；图4为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的指示灯电路图；图5为本发明提出一种半导体气体传感器检测电路所述的声光报警器电路图。
[0056]如图2至图5所示，本发明根据实施例一致实施例四提出一种半导体气体传感器检测电路，包括:传感器电路、控制器、报警器和指示灯电路，所述传感器的输出端连接控制器，所述控制器的输出端连接声光报警器和指示灯电路。
[0057]其中传感器电路包括传感器、电阻Rl、电阻R2和电容Cl I，传感器的输出端与控制器的输入端连接，声光报警器包括三极管Ql、蜂鸣器BEEPl电阻R5和报警灯L5-L8，三极管的基极和电阻R5的一端与控制器的输出端连接，三极管的发射极连接蜂鸣器BEEPl，电阻R5的另一端与报警灯L5-L8连接，控制器的输出端通过电阻R4与指示灯L1-L4连接，
[0058]优选的，控制器采用LGT8单片机。
[0059]传感器为MQ系列的半导体气体传感器。
[0060]传感器电路通过5V电压供电，系统上电后，指示灯电路点亮，表示正常工作，当传感器检测到可燃气体超标时，通过控制器驱动三极管Ql使声光报警器报警。
[0061]上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
【主权项】
1.一种半导体气体传感器的应用算法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I，系统初始化，设定报警检测的上限值和差值； 步骤2，获取传感器的第一AD值，并与上限值比较，当第一AD值大于上限值时报警，返回步骤2; 步骤3，当第一AD值小于上限值时，将第一AD值存储为基础值； 步骤4，获取传感器的第二AD值，并与上限值比较，当第二AD值大于上限值时报警，返回步骤4; 步骤5，当第二AD值大于基础值，返回步骤4; 步骤6，当第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基础值与差值之和时，将第二AD值存储为基础值，同时解除报警;并返回步骤4。2.根据权利要求1所述的一种半导体气体传感器的应用算法，其特征在于，所述步骤2中，获取传感器的第一AD值，其中第一AD值的获取时间为系统上电后2分钟。3.根据权利要求1所述的一种半导体气体传感器的应用算法，其特征在于，所述传感器为MQ系列的半导体气体传感器。4.采用权利要求1-3中任一项所述的一种半导体气体传感器的应用算法的一种半导体气体传感器检测电路，其特征在于，包括:传感器电路、控制器、报警器和指示灯电路，所述传感器的输出端连接控制器，所述控制器的输出端连接声光报警器和指示灯电路。5.根据权利要求4所述的一种半导体气体传感器检测电路，其特征在于，所述传感器电路包括传感器、电阻Rl、电阻R2和电容Cl I，传感器的输出端与控制器的输入端连接，声光报警器包括三极管Ql、蜂鸣器BEEPl电阻R5和报警灯L5-L8，三极管的基极和电阻R5的一端与控制器的输出端连接，三极管的发射极连接蜂鸣器BEEPI，电阻R5的另一端与报警灯L5-L8连接，控制器的输出端通过电阻R4与指示灯L1-L4连接。6.根据权利要求4所述的一种半导体气体传感器检测电路，其特征在于，所述控制器采用LGT8单片机。7.根据权利要求4所述的一种半导体气体传感器检测电路，其特征在于，所述传感器为MQ系列的半导体气体传感器。
【文档编号】G01N27/12GK106093136SQ201610394872
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201610394872.X, CN 106093136 A, CN 106093136A, CN 201610394872, CN-A-106093136, CN106093136 A, CN106093136A, CN201610394872, CN201610394872.X
【发明人】于红勇
【申请人】深圳市谷粒科技有限公司