可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及有毒有害气体检测装置，尤其是涉及一种可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置。
【背景技术】
[0002]电化学原理工作的传感器其最简单的一种型式就是两电极系统。其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。当气体扩散进入传感器后，在敏感电极表面进行氧化或还原反应，产生电流并通过外电路流经两个电极。该电流的大小比例与气体的浓度，可通过外电路的负荷电阻予以测量。
[0003]传感器在使用一段时候后，由于传感器已经个别器件的老化，会使气体检测的精度降低，零点产生漂移，故气体检测仪在使用一段时候后就需要重新调零和标定。通常电化学气体传感器的寿命大约1-2年，当更换好传感器头时，也需要重新标定以及调零。
[0004]美国TI公司的LMP91000是一款可编程模拟前端，适用于微功耗电化学感测应用。它可提供传感器与微控制器之间的完整信号路径解决方案，此方案能够生成与电池电流成比例的输出电压。LMP91000的可编程性使它能够通过一个与多个离散解决方案相对的单一设计支持多种电化学传感器，例如，3线制有毒气体传感器和3线制原电池型传感器。
[0005]传统的气体检测仪器在出厂的时候需要标定，需要将传感器直接接到气体检测仪上在线标定，并且标定好后直接将数据保存到了气体简仪中，这样的缺点是传感器的互换性差，如果换上新的传感器必须要重新标定，并且一台台分开标定比较耗时而且也比较浪费标准气体。
[0006]电化学气体传感器种类繁多，每一种气体传感器的模拟前端电路都需要进行匹配，传统的电化学传感器模拟前端电路都是需要预先知道所使用的传感器气体类型、量程、型号等才可以根据具体的参数生产电路，这样大大降低了电化学传感器模拟电路的通用性灵活性。如果更改了传感器必须要重新更改电路，而电化学传感器存储寿命比较短，也不适合预先生产足够多产品。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其解决大批量气体检测仪标定，以及针对不同电化学传感器电路匹配问题。当需要更改传感器类型时，不需要更改硬件电路，只需要通过电脑将传感器对应的配置参数写入到传感器模块中。
[0008]当客户需要更换传感器时，可以预先在工厂中进行预先标定，现场可以直接安装使用而不影响精度以及准确度。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其包括电化学气体检测模组，该电化学气体检测模组包括:
[0011]对电化学气体检测模组进行供电的供电模块；
[0012]存储单元，其通过12C总线接于M⑶模块；
[0013]可编程电化学调理前端，其通过I2C总线接于MCU模块，该MCU模块通过RS485总线接于计算机；
[0014]接于可编程电化学调理前端的电化学传感器；
[0015]接于可编程电化学调理前端的参考电压源。
[0016]所述电化学气体检测模组为整体气体模块。
[0017]本实用新型具有如下有益效果:
[0018]由于将可能产生误差的元件集成到传感器检测模块中，并且在标定的时候将各个器件产生的误差数据保存到模块的存储单元，使模块具有非常好的精度。
[0019]使用可编程的电化学模拟前端，是传感器模拟板可以适用于不同类型的传感器，不必为每一种气体生产模拟前端电路板，只需电脑简单的配置就可以匹配不同的传感器。
【附图说明】
[0020]图1为可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置原理图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
[0022]如图1所示，可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其将供电模块1、存储单元2、可编程电化学调理前端3、电化学传感器4、参考电压源5集成一个整体气体模块。
[0023]由电模块1、存储单元2、可编程电化学调理前端3、电化学传感器4、参考电压源5构成的电化学气体检测模组E，所述供电模块I对电化学气体检测模组进行供电，而所述存储单元2通过I2C总线接于M⑶模块G，该M⑶模块通过RS485总线接于计算机(电脑)。所述可编程电化学调理前端3(诸如美国TI公司的LMP91000)通过I2C总线接于M⑶模块G，LMP91000可以通过I2C接口配置，为电化学传感器提供所需偏置电压，更改放大器增益，配置所需要的参数可以预先通过电脑保存到电化学气体检测模组E的存储单元中，所述参考电压源5为可编程电化学调理前端3提供一个参考电压，同时将参考电压输出。
[0024]当进行预标定时，电脑发起标定指令，单片机通过I2C总线，从气体检测模块的存储单元中读取配置参数，再使用I2C总线配置可编程模拟前端.使可编程模拟前端产生合适的电压和增益。单片机使用传感器模块提供的参考电压作为单片机ADC模块的参考电压，这样可以有效避免不同参考电压源对ADC采集产生误差。
[0025]由于单片机与电脑采用RS485总线连接，可以在RS485总线上挂接多台设备。并且将所有相同的传感器模块放入同一个标定室，通入标准气体，当通入标定气体后，电化学传感器就会产生电流，通过可编程模拟前端内的互阻抗放大器，将电流信号转换成电压信号进行放大。单片机多次采样电压平均值作为基准值保存到传感器模块中的存储单元中。
[0026]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其特征在于，其包括电化学气体检测模组，该电化学气体检测模组包括: 对电化学气体检测模组进行供电的供电模块； 存储单元，其通过I2C总线接于MCU模块； 可编程电化学调理前端，其通过I2C总线接于M⑶模块，该M⑶模块通过RS485总线接于计算机； 接于可编程电化学调理前端的电化学传感器； 接于可编程电化学调理前端的参考电压源。2.根据权利要求1所述的可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其特征在于，所述电化学气体检测模组为整体气体模块。
【专利摘要】本实用新型公开了可批量预标定可配置电化学传感器的气体检测装置，其包括电化学气体检测模组，该电化学气体检测模组包括：对电化学气体检测模组进行供电的供电模块；存储单元，其通过I2C总线接于MCU模块；可编程电化学调理前端，其通过I2C总线接于MCU模块；接于可编程电化学调理前端的电化学传感器；接于可编程电化学调理前端的参考电压源。由于将可能产生误差的元件集成到传感器检测模块中，并且在标定的时候将各个器件产生的误差数据保存到模块的存储单元，使模块具有非常好的精度。使用可编程的电化学模拟前端，是传感器模拟板可以适用于不同类型的传感器，不必为每一种气体生产模拟前端电路板，只需电脑简单的配置就可以匹配不同的传感器。
【IPC分类】G01N27/26
【公开号】CN205246593
【申请号】CN201521079313
【发明人】张永强, 刘千军, 吴晓迪, 卢荣道, 孙娟
【申请人】上海莱帝科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月23日