一种微型气体检测单元的制作方法

本发明涉环保
技术领域：
，尤其涉及一种微型气体检测单元。
背景技术：
：近年来，随着中国经济的飞速发展，普通中国民众的生活水平有了很大的提升。但随着经济的发展，人们的生存环境也越发地恶劣，大气污染等环境问题也被国民重点关注，尤其是雾霾污染的迅猛发展，人们迫切地希望对生存环境进行监测并通过数据记录来分析环境变化。传统的空气站通常体积较大，集成度不高，且设备的安装过程复杂，不够灵活。但随着对空气站的移动化和微型化要求的提高，微型空气站在逐渐替代传统的空气站成为各行各业的主要使用对象。微型气体检测单元中多采用电化学传感器，其信号是由化学反应产生的电流信号，通常为钠安级的电流信号，而当微型气体检测单元设置于某一位置时，外界的电磁干扰、空气流动放电、甚至元件之间的干扰等情况都能产生超过钠安级的电流信号，从而导致了对检测信号存在较大的误差的技术问题。技术实现要素：本发明实施例提供了一种微型气体检测单元，解决了当微型气体检测单元设置于某一位置时，外界的电磁干扰、空气流动放电、甚至元件之间的干扰等情况都能产生超过钠安级的电流信号，从而导致的对检测信号存在较大的误差的技术问题。本发明实施例提供了一种微型气体检测单元，包括：微处理器、传感器组、传感器盖以及气泵；所述传感器组、所述传感器盖以及所述气泵均与所述微处理器连接；所述传感器组密封于所述传感器盖与主板之间，且所述传感器盖上开设有与进气端连接的第一通孔，开设有与出气端连接的第二通孔；所述气泵设置于所述出气端，且所述气泵与所述传感器盖的所述第二通孔通过气体管道连接。可选的，所述传感器盖包括：壳盖及传感器电路；所述传感器电路设置于所述壳盖上；所述传感器组密封于所述壳盖与所述主板之间；所述传感器电路包括恒压源电路、开关电路、第一电流转电压电路、第一传感器适配电路、第一滤波放大电路、第二电流转电压电路、第二传感器适配电路和第二滤波放大电路；所述传感器组的第一输出端和第三输出端与所述恒压源电路连接；所述传感器组的第零输出端依次与所述第一电流转电压电路、所述第一传感器适配电路和所述第一滤波放大电路连接；所述传感器组的第二输出端依次与所述第二电流转电压电路、所述第二传感器适配电路和所述第二滤波放大电路连接；所述传感器组的所述第三输出端与所述第二输出端之间还连接有三极管；所述传感器组的所述第三输出端与所述第二输出端之间以及所述传感器组的所述第三输出端与所述第零输出端之间均连接有所述开关电路；所述第一滤波放大电路和所述第二滤波放大电路分别与所述微处理器连接。可选的，所述第一滤波放大电路和所述第二滤波放大电路分别通过模数转换电路与所述微处理器连接。可选的，还包括通信电路及天线；所述通信电路的输入端与所述微处理器连接；所述通信电路的输出端与所述天线连接。可选的，还包括流量计；所述流量计与所述微处理器连接；所述流量计设置于所述传感器组与所述气泵之间，所述流量计用于测定空气流量。可选的，还包括温湿压力传感器；所述温湿压力传感器与所述微处理器连接；所述温湿压力传感器设置于所述流量计与所述气泵之间。可选的，还包括缓冲气罐；所述缓冲气罐设置于所述温湿压力传感器与所述气泵之间，通过气体管道分别与所述温湿压力传感器与所述气泵连接，所述缓冲气罐用于缓压稳冲空气。可选的，还包括pm2.5传感器；所述pm2.5传感器与所述微处理器连接。可选的，还包括外壳与底座；所述微处理器、所述传感器组、所述传感器盖以及所述气泵均设置于所述外壳与所述底座之间；所述所述底座上开设有所述进气端和所述出气端。可选的，所述传感器组包括但不限于二氧化氮传感器、臭氧传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器和一氧化氮传感器。从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：本发明实施例提供了一种微型气体检测单元，通过在微型气体检测单元的气路中的传感器组上增加传感器盖，利用传感器盖的屏蔽作用来避免外界干扰对微型气体检测单元中的传感器组造成影响，解决了当微型气体检测单元设置于某一位置时，外界的电磁干扰、空气流动放电、甚至元件之间的干扰等情况都能产生超过钠安级的电流信号，从而导致的对检测信号存在较大的误差的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明实施例提供的一种微型气体检测单元的一个结构示意图；图2为本发明实施例提供的微处理器的一个管脚图；图3为本发明实施例提供的微处理器的另一个管脚图；图4为本发明实施例提供的微处理器与气泵的连接示意图；图5为本发明实施例提供的传感器盖的传感器电路结构图；图6为本发明实施例提供的模数转换电路结构图；图7为本发明实施例提供的rs232通信电路结构图；图8为本发明实施例提供的rs485通信电路结构图；图9为本发明实施例提供的4g通信芯片管脚图；图10为本发明实施例提供的电平转换-通信ec20通信电路结构图；图11为本发明实施例提供的温湿压力传感器与微处理器的连接示意图；图12为本发明实施例提供的pm2.5传感器与微处理器的连接示意图；图13为本发明实施例提供的一种微型气体检测单元的外型图；其中，附图标记为：1、进气端；2、传感器盖；3、流量计；4、温湿压力传感器；5、缓冲气罐；6、气泵；7、出气端；8、pm2.5传感器；9、外壳；10、底座。具体实施方式本发明实施例提供了一种微型气体检测单元，解决了当微型气体检测单元设置于某一位置时，外界的电磁干扰、空气流动放电、甚至元件之间的干扰等情况都能产生超过钠安级的电流信号，从而导致的对检测信号存在较大的误差的技术问题。为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，本发明提供了一种微型气体检测单元的一个结构示意图，包括：微处理器、传感器组、传感器盖2以及气泵6；传感器组、传感器盖2以及气泵6均与微处理器连接；传感器组密封于传感器盖2与主板之间，且传感器盖2上开设有与进气端1连接的第一通孔，开设有与出气端7连接的第二通孔；气泵6设置于出气端7，且气泵6与传感器盖2的第二通孔通过气体管道连接。需要说明的是，传感器组是由一组检测灵敏的传感器组成，而若是直接曝露在微型气体检测单元的开放式气体检测环境中，会对传感器组采集的钠安级电流信号造成影响，因此，在传感器组与主板之间，将通过传感器盖2进行密封。除此之外，整个微型气体检测单元将通过管道限制气体流动的方向和范围，在气泵6的作用下，仅由进气端1进气，经过中间的传感器组的检测后，由出气端7释放，能够杜绝气体在微型气体检测单元内自由流动，同时也避免形成死气。另外，由于气泵6的工作会产生大量的热量，使得温度升高，而微型气体检测单元的体积较小，温度变化将十分明显，同时气泵6工作会产生震荡的气压变化，若气泵6设置于气路的进气端1，从进气端1进入的气体的温度和气压都会产生误差，影响检测的结果，因而气泵6必须设置于出气端7，减少对流经传感器组的气体的温度和气压的影响。本发明实施例采用的微处理器具体如图2及图3所示，微处理器与气泵6的连接如图4所示。本发明实施例提供了一种微型气体检测单元，通过在微型气体检测单元的气路中的传感器组上增加传感器盖2，利用传感器盖2的屏蔽作用来避免外界干扰对微型气体检测单元中的传感器组造成影响，解决了当微型气体检测单元设置于某一位置时，外界的电磁干扰、空气流动放电、甚至元件之间的干扰等情况都能产生超过钠安级的电流信号，从而导致的对检测信号存在较大的误差的技术问题。进一步地，传感器盖2包括：壳盖及传感器电路；传感器电路设置于壳盖上；传感器组密封于壳盖与主板之间；传感器电路包括恒压源电路、开关电路、第一电流转电压电路、第一传感器适配电路、第一滤波放大电路、第二电流转电压电路、第二传感器适配电路和第二滤波放大电路；传感器组的第一输出端和第三输出端与恒压源电路连接；传感器组的第零输出端依次与第一电流转电压电路、第一传感器适配电路和第一滤波放大电路连接；传感器组的第二输出端依次与第二电流转电压电路、第二传感器适配电路和第二滤波放大电路连接；传感器组的第三输出端与第二输出端之间还连接有三极管；传感器的第三输出端与第二输出端之间以及传感器的第三输出端与第零输出端之间均连接有开关电路；第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别与微处理器连接。需要说明的是，请参阅图5，图5为传感器盖2的传感器电路结构，具体地包括：由电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c6以及运算放大器u2a组成的恒压源电路；由三极管q1、电阻r46、三极管q2以及电阻r47组成的开关电路；由电阻r15、电阻r17、电阻r11、电阻r13、电容c7以及运算放大器u3a组成的第一电流转电压电路；由电阻r14、电阻r16、电阻r19、电阻r20、电阻r22、电阻r24以及电阻r31组成的第一传感器适配电路；由电阻r12、电阻r18、电阻r26、电阻r27、电容c8、电容c9以及运算放大器u3b组成的第一滤波放大电路；由电阻r23、电阻r25、电阻r29、电阻r33、电容c10以及运算放大器u4a组成的第二电流转电压电路；由电阻r32、电阻r34、电阻r35、电阻r37、电阻r39、电阻r40以及电阻r43组成的第二传感器适配电路；由电阻r41、电阻r44、电阻r36、电阻r42、电容c12、电容c13以及运算放大器u4b组成的第二滤波放大电路；其中，根据不同的传感器，第一传感器适配电路和第二传感器适配电路的配置将有所区别，具体地配置方案如下：no2/o3so2/h2s/conofs(ppm)716/6011r16/r34200kncncr19/r35nc180k180kr22/r39150kncncr14/r32nc200k200kr2130k30k30kr50r0r0rlk1aaalk2aab进一步地，第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别通过模数转换电路与微处理器连接。需要说明的是，第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别通过如图6所示的模数转换电路与微处理器连接。进一步地，还包括通信电路及天线；通信电路的输入端与微处理器连接；通信电路的输出端与天线连接。需要说明的是，通信电路包括如图7所示的rs232通信电路、如图8所示的rs485通信电路、如图9所示的4g通信芯片以及如图10所示的电平转换-通信ec20通信电路，通信电路的输出端将连接有天线。进一步地，还包括流量计3；流量计3与微处理器连接；流量计3设置于传感器组与气泵6之间，流量计3用于测定空气流量。进一步地，还包括温湿压力传感器4；温湿压力传感器4与微处理器连接；温湿压力传感器4设置于流量计3与气泵6之间。需要说明的是，温湿压力传感器4与微处理器的具体连接如图11所示。进一步地，还包括缓冲气罐5；缓冲气罐5设置于温湿压力传感器4与气泵6之间，通过气体管道分别与温湿压力传感器4与气泵6连接，缓冲气罐5用于缓压稳冲空气。需要说明的是，单纯利用气泵6从进气端1抽取气体进入微型气体检测单元中，将产生震荡的气压变化，因此需要在气路中设置缓冲气罐5进行缓压稳冲。进一步地，还包括pm2.5传感器8；pm2.5传感器8与微处理器连接。需要说明的是，pm2.5传感器8与微处理器的连接具体如图12所示。进一步地，还包括外壳9与底座10；微处理器、传感器组、传感器盖2以及气泵6均设置于外壳9与底座10之间；底座10上开设有进气端1和出气端7。需要说明的是，如图13所示，本发明实施例通过圆柱形外壳9和底座10将微处理器、传感器组、传感器盖2以及气泵6均密封于外壳9与底座10之间，并在底座10上开设进气端1和出气端7。进一步地，传感器组包括但不限于二氧化氮传感器、臭氧传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器、一氧化碳传感器和一氧化氮传感器。在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12