[实用新型]用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器

权利要求书

1.一种用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器，其特征在于：它包括MCU控制模块、测量气室、分别设置在所述测量气室两端的红外光源模块和三通道红外气体探测器、信号处理电路模块、信号输出电路模块和电源电路模块；其中，所述红外光源模块包括宽带红外光源，所述三通道红外气体探测器包括三个波长分别为4.0μm、4.26μm、4.6μm的滤光片、与波长为4.0μm的滤光片对应的参考通道、与波长为4.26μm的滤光片对应的CO₂通道和与波长为4.6μm的滤光片对应的CO通道，所述红外光源模块的宽带红外光源与所述三通道红外气体探测器的三个滤光片对应设置；所述MCU控制模块连接所述红外光源模块以控制所述红外光源模块的宽带红外光源向所述测量气室发射三种波长的红外光线；所述三通道红外气体探测器依次连接所述信号处理电路模块和所述MCU控制模块以便将所述参考通道、所述CO₂通道和所述CO通道采集的三个输出信号经过所述信号处理电路模块处理后传输给所述MCU控制模块；所述MCU控制模块连接所述信号输出电路模块以便通过所述信号输出电路模块将所述MCU控制模块运算处理后的信号输出；所述电源电路模块分别连接所述红外光源模块、所述三通道红外气体探测器、所述信号处理电路模块和所述MCU控制模块以提供电源电压。

2.根据权利要求1所述的用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器，其特征在于：它还包括温度补偿模块，所述MCU控制模块连接所述温度补偿模块以便根据所述温度补偿模块采集的传感器实际工作温度进行数据补偿，所述电源电路模块连接所述温度补偿模块以提供电源电压。

3.根据权利要求2所述的用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器，其特征在于：所述温度补偿模块包括温度电压转化器U4、运算放大器U3和电阻R31，所述温度电压转化器U4的电压输出端接所述运算放大器U3的同相输入端，所述电阻R31的一端接所述运算放大器U3的同相输入端，所述电阻R31的另一端接电源，所述运算放大器U3的反相输入端接所述运算放大器U3的输出端，所述运算放大器U3的输出端作为所述温度补偿模块的输出端，所述温度电压转化器U4的温度感应端作为所述温度补偿模块的温度输入端。

4.根据权利要求1所述的用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器，其特征在于：所述红外光源模块包括恒功率集成电路芯片U5、运算放大器U6、微恒流电路、三极管Q1和Q2、电阻R11-R19、二极管D1和宽带红外光源；所述微恒流电路包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R110和电阻R111，所述电阻R110的两端连接所述三极管Q3的基极和集电极，所述三极管Q3的集电极连接电源，所述三极管Q4的基极接所述三极管Q3的发射极，所述三极管Q4的集电极接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q4的发射极接所述三极管Q5的基极，所述电阻R111的两端连接所述三极管Q5的基极和发射极，所述三极管Q5的集电极接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q5的发射极作为所述微恒流电路的输出端；所述恒功率集成电路芯片U5的功率输出引脚Pout接所述运算放大器U6的反相输入端，所述运算放大器U6的同相输入端通过所述电阻R13连接电源，所述电阻R14的一端连接所述运算放大器U6的同相输入端，所述电阻R14的另一端接地，所述运算放大器U6的输出端接所述电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的基极接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极通过所述电阻R19接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极接所述电阻R18的一端，所述电阻R18的另一端作为所述红外光源模块的输入端连接所述MCU控制模块，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q1的集电极接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接电阻R11的一端，所述电阻R11的另一端接所述微恒流电路的输出端，所述恒功率集成电路芯片U5的功率控制正引脚RS+接所述电阻R11的一端，所述恒功率集成电路芯片U5的功率控制负引脚RS-接所述电阻R11的另一端，所述恒功率集成电路芯片U5的逻辑电压引脚LE和抑制电压引脚INHIBIT接地；所述三极管Q1的发射极接所述宽带红外光源的一端，所述宽带红外光源的另一端接地，所述电阻R16的一端接所述宽带红外光源的一端，所述电阻R16的另一端接所述电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端接所述宽带红外光源的另一端，所述电阻R17的一端连接所述恒功率集成电路芯片U5的电压输入引脚Vin。

5.根据权利要求1所述的用于CO气体高精度检测的三通道红外气体传感器，其特征在于：所述信号处理电路模块包括三路信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述信号放大电路包括两个运算放大器、信号滤波器、六个电阻、四个电容；所述第一电阻的一端接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一电阻的另一端接参考基准电压，所述第二电阻和所述第一电容的两端并联在所述第一运算放大器的反相输入端和输出端，所述第一运算放大器的同相输入端接所述第三电容的一端，所述第三电容的另一端接参考基准电压，所述第五电阻的一端接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第五电阻的另一端作为所述信号放大电路的输入端连接所述三通道红外气体探测器的信号输出端；所述第三电阻的一端接所述第二运算放大器的反相输入端，所述第三电阻的另一端接参考基准电压，所述第四电阻和所述第二电容的两端并联在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端，所述第二运算放大器的同相输入端接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接参考基准电压，所述第四电容的一端接所述第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的输出端接所述信号滤波器的输入端，所述第四电容的另一端接所述信号滤波器的输出端，所述信号滤波器连接参考基准电压，所述第二运算放大器的输出端作为所述信号放大电路的输出端。