[实用新型]一种具有温湿度补偿功能的红外甲烷检测元件

说明书

技术领域

本实用新型属于一种气体检测技术领域，具体涉及一种具有温湿度补偿功能的红外甲烷检测元件。

背景技术

在工业生产中，特别是煤炭、石油化工领域，易燃易爆气体是安全生产的主要威胁，近年来，煤矿安全爆炸事故频繁发生，造成了巨大的经济和人员损失。现阶段，煤矿检测甲烷气体的装置大都采用的是催化燃烧型产品，催化燃烧型产品虽价格低廉，但是其存在诸如稳定性差、矫正周期短且容易中毒、必须在有氧环境下工作、使用寿命短等问题。与催化燃烧型甲烷传感器相比，非分散红外气体传感器在克服上述问题的基础上，还具有可检测多种气体、灵敏度高、可靠性好和相应速度快等优点。

而现有的红外甲烷检测仪中的红外气体传感器由4个主要部分组成：即红外光源、热释电红外传感器、气室和控制及放大电路，其中热释电红外传感器是关键核心元件，它的热释电敏感元的性能决定了红外气体传感器的灵敏度，它的红外窗口特性决定了红外气体传感器探测气体的种类。目前，国内生产的红外气体传感器用的热释电红外传感器，由于存在较严重的温度和湿度的影响，造成误报警的发现，这种情况的存在对人身安全和企业的正常生产是十分不利的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种具有温湿度补偿功能的红外甲烷检测元件，能够安全可靠的检测出可燃气体的浓度，在灵敏度和可靠性上符合要求，使用方便、便于携带。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下方式来实现：

一种具有温湿度补偿功能的红外甲烷检测元件，包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度补偿模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度补偿模块之间通讯连接，所述MCU处理器上连接有温湿度采集器，所述温湿度采集器内电路包括HTU21芯片、电阻R₁、电阻R₂和电容C₁，所述HTU21芯片的DATA端口信号经接入上拉电阻R₁，且电压为REF1-VCC的上拉电压值，通过I2_DAT导线与MCU处理器数据信号通讯；所述HTU21芯片的SCK端口信号经接入上拉电阻R₂，且电压为REF1-VCC的上拉电压值后，通过I2_SCK导线与MCU处 理器时钟节拍信号通讯；所述电容C₁的一端接入HTU21芯片的GND端口，另一端接入HTU21芯片的VDD端口，所述温湿度补偿模块内设置有温度补偿元件和湿度补偿元件，用于在温湿度采集器收集到的温湿度不符合要求时进行温湿度补偿，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。

所述温度补偿元件是高精度热敏电阻；所述湿度补偿元件是高精度湿度敏感元。

进一步的，所述MCU处理器上连接有型号为MH7044的电压基准芯片，所述MH7044芯片用于将外电压高于4.4V时进入烧程序，进而切换MCU处理器工作模式。

所述的MCU处理器的芯片型号为超低功耗的STM32L151。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：该红外甲烷检测元件中的甲烷检测原理采用非分散红外检测(NDIR)技术，CH₄浓度在0.00％～100.00％范围内能够保证其精度和重复性，其精度达到0.01％，具有校准周期长和使用寿命长等特点；同时设置了温湿度补偿模块，及时补偿因环境温度和湿度变化造成的测量误差，进一步提高灵敏度和安全可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型MCU处理器的电路原理图；

图3为本实用新型温湿度采集器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。