专利名称：低能耗检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测系统，该系统包括一个能发射发光信号的发射器，一个发光信号的接收器和处理装置。本发明特别适合确定二氧化碳型的气体浓度。
背景技术：
当检测系统采用了发光二极管作为发射器时，众所周知，它必须包含一种装置，该装置使其有可能限制或者补偿在发光二极管发射的发光信号上的温度效应。作为一般规贝U，这些装置能够改变输入发光二极管的电流水平，以使其光学功率保持在一个几乎恒定的值而不论发光二极管温度如何。由于在输入发光二极管的电流上需要持续动作，这些解决方案无法达到低能耗。本发明的目的旨在提出一种检测系统，该检测系统可以部分补偿检测时产生的相 关温度效应，同时具有低能耗而不降低信噪比。
发明内容
通过一个检测系统实现了此目标，该系统包含发射器，该发射器包含一个可以发射发光信号的发光二极管和给发光二极管供电的供电电源，接收器，该接收器旨在感知发光二极管发射的发光信号并且被设计为产生代表所测得的发光信号的第一输入信号，处理装置，该处理装置连接至接收器，用来提供输出信号，该系统的特征在于所述供电电源是电压电源，用于提供给发光二极管恒定的电压；所述系统包括用于测量通过发光二极管的电流并且旨在产生代表所测得的电流的第二输入信号的装置，所述处理装置包含用于确定作为第一输入信号和第二输入信号的函数的输出信号的装置，根据特定的特征，处理装置包含存储温度标定参数的微控制器，该微控制器用于基于第一输入信号和第二输入信号确定所述输出信号。根据另一个特定的特征，测量装置包含和发光二极管串联的测量电阻器。根据另一个特定的特征，接收器包含光电二极管和电流放大器，它们用于产生第一输入信号。
在下面相对于附图给出的详细描述中，其他特点和优点将变得明显，图中图I表不本发明的检测系统的基本视图；图2表示作为测量温度(Temp) (。C)的函数的通过发光二极管的电流的增长曲线(％)。
具体实施例方式本发明涉及一种检测系统，特别用于确定气体的浓度，例如二氧化碳。本发明的检测系统在每次测量中均体现出了低能耗的优势，而同时并没有降低信噪比。参考图1，本发明的检测系统包含发射器1，该发射器包含可以发射发光信号的发光二极管(DEL)和与发光二极管DEL连接的供电电源A。供电电源A包含一个电压电源，向发光二极管DEL提供一个恒定的电压值Val im。通过发光二极管DEL端子之间的恒定电压VDEL，由于发光二极管的正向偏差电压与温度的变化成反比，通过二极管的电流随着温度的变化产生实质性的变化。相应的，随着温度的增加，通过发光二极管DEL的电流以准线性的方式增加。图2所示的曲线解释了此现象。本发明的检测系统也包含接收器2，该接收器2相对于发射器I远离，并且接收器2包含例如光电二极管(PHD)，其旨在感知发射器I发射的发光信号，并包含电流放大 器AMP，其旨在将光电二极管产生的电流转换为下游被处理装置3可利用的第一输入信号Sinl0要检测的气体通常置于发射器I和接收器2之间。因为发光二极管DEL是由一个稳定的电压电源供能，检测系统也包含用于测量通过发光二极管DEL的电流IDEL的装置。所测量的电流的变化代表了影响发光二极管DEL的光学功率的温度的变化。测量装置例如包含与发光二极管串联的测量电阻器Rm，它的电压VR通过处理装置3监测，以由此推论得到通过发光二极管DEL的电流IDEL。在图I中，电流IDEL由施加于处理装置3的第二输入信号Sin2表不。例如，第一输入信号Sinl和第二输入信号Sin2通过处理装置3中实现的模数转换器转换为数字信号。处理装置3包含一个微控制器μ C，其旨在处理得到的两个数字信号，用于确定代表检测状态的输出信号Sout。基于第一输入信号Sinl,第二输入信号Sin2以及最初储存在微控制器μ c中的温度标定参数(τ° )，处理过程包括确定输出电压，对应于要被测量的气体的浓度。例如，这些标定参数τ°储存在微控制器μ C的存储器中，并应用于第二输入信号Sin2,以在确定输出信号Sout时考虑温度的影响。此外，因为发光二极管DEL由电压方式供能，随着温度增加，在恒定的电流下的二极管DEL的光学功率降低，所以信噪比降低。目前，当二极管DEL由恒定电压供能时，随着温度的增加，电流也同时增加。相应的，光学功率的损失得到限制，由此信噪比SNR的降低也得到限制。
权利要求
1.一种检测系统，其包括 发射器(I)，该发射器包含能够发射发光信号的发光二极管(DEL)和为发光二极管(DEL)供能的供电电源(A)； 接收器(2)，该接收器旨在感知发光二极管发射的发光信号，并且设计为产生代表所测得的发光信号的第一输入信号(Sinl)； 处理装置(3)，该处理装置(3)连接至所述接收器(2)，用来提供输出信号(Sout)， 该系统的特征在于， 所述供电电源(A)是电压电源，其用于给发光二极管(DEL)提供恒定的电压(VDEL)， 所述系统包括用于测量通过发光二极管(DEL)的电流(IDEL)并且旨在产生代表所测得的电流(IDEL)的第二输入信号(Sin2)的装置， 所述处理装置(3)包含用于确定作为第一输入信号(Sinl)和第二输入信号(Sin2)的函数的输出信号(Sout)的装置。
2.如权利要求I所述的检测系统，其特征在于， 所述处理装置(3)包括存储温度校正参数的微控制器(μ C)，该温度标定参数被采用来基于第一输入信号(Sinl)和第二输入信号(Sin2)确定输出信号(Sout)。
3.如权利要求I所述的检测系统，其特征在于， 所述测量装置包括和发光二极管(DEL)串联的测量电阻器(Rm)。
4.如权利要求I所述的检测系统，其特征在于， 所述接收器(2)包括光电二极管(PHD)和电流放大器(AMP)，其用于产生第一输入信号(Sinl)。
全文摘要
一种低能耗检测系统。本发明提供了一种检测系统，其包含发射器(1)，其包含能够发射发光信号的发光二极管(DEL)和给发光二极管(DEL)供能的供电电源(A)；接收器(2)，其旨在感知发光二极管发射的发光信号并用于产生代表所测发光信号的第一输入信号(Sin1)；测量装置，其用于测量通过发光二极管(DEL)的电流(IDEL)，旨在产生代表所测电流(IDEL)的第二输入信号(Sin2)；处理装置(3)，其连接至接收器(2)，用来提供作为第一输入信号(Sin1)和第二输入信号(Sin2)的函数的输出信号(Sout)。
文档编号G01N21/17GK102854140SQ201210219370
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月28日 优先权日2011年6月29日
发明者L.奇希, H.莱西格尔, G.查巴尼斯 申请人:施耐德电器工业公司