[发明专利]气体传感系统及气体传感器有效
申请号: | 202010280998.0 | 申请日: | 2020-04-10 |
公开(公告)号: | CN113514503B | 公开(公告)日: | 2023-09-12 |
发明(设计)人: | 李娜;梁文杰;安飞;杨哲;孙冰;张树才;金艳 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司 |
主分类号: | G01N27/12 | 分类号: | G01N27/12 |
代理公司: | 北京润平知识产权代理有限公司 11283 | 代理人: | 肖冰滨;王晓晓 |
地址: | 100728 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 气体 传感 系统 传感器 | ||
1.一种气体传感系统,其特征在于,所述系统包括:
气体传感模块,集成有传感微芯片,所述传感微芯片能够根据不同的气体产生至少一路电信号;
信号检测模块,用于获取所述传感微芯片产生的一路或多路电信号,并测量所述电信号对应的电阻值;
信号处理模块,与所述信号检测模块连接,用于根据所述电信号对应的电阻值的变化情况确定所述电信号对应的气体的类别和浓度;
所述传感微芯片包括微加热结构和传感结构;
所述微加热结构包括多个不同温度的加热区;
所述传感结构包括多个测量电极以及涂覆于所述测量电极的气体敏感膜,多个所述测量电极涂覆的气体敏感膜的材料不相同;
多个所述测量电极分别设置于对应的加热区,多个所述测量电极产生多路所述电信号;
所述信号检测模块包括依次相连的模拟开关电路、驱动电路以及模数转换电路;
所述模拟开关电路与所述测量电极连接,用于获取所述测量电极产生的模拟电信号;
所述模数转换电路用于将所述模拟电信号转换为数字信号输出;
所述模拟开关电路为四双向模拟开关电路,所述四双向模拟开关电路与多个所述测量电极连接,用于获取多个所述测量电极产生的所述模拟电信号。
2.根据权利要求1所述的气体传感系统,其特征在于,所述驱动电路为四路驱动电路,所述四路驱动电路的输入端与所述四双向模拟开关电路的输出端对应相连,所述四路驱动电路的输出端与所述模数转换电路相连。
3.根据权利要求1所述的气体传感系统,其特征在于,所述信号处理模块包括:
单片机,用于根据所述电信号对应的电阻值的变化情况确定所述电信号对应的气体的类别和浓度,并输出所述气体的类别信号和浓度信号。
4.根据权利要求3所述的气体传感系统,其特征在于,所述系统还包括:
加热电路,与所述单片机连接,用于为所述微加热结构提供加热电压。
5.根据权利要求4所述的气体传感系统,其特征在于,所述微加热结构包括加热电极,所述加热电极与所述加热电路连接。
6.根据权利要求3所述的气体传感系统,其特征在于,所述系统还包括:
报警模块,与所述单片机连接,用于接收所述类别信号和所述浓度信号,并在所述浓度信号超过预设阈值时产生报警信号。
7.根据权利要求3所述的气体传感系统,其特征在于,所述系统还包括:
无线通信模块,与所述单片机连接,用于无线传送所述类别信号和所述浓度信号。
8.根据权利要求3所述的气体传感系统,其特征在于,所述系统还包括:
温湿度监控模块,与所述单片机连接,用于实时监测环境温度和环境湿度,并输出温度信号和湿度信号;
所述单片机还用于根据所述温度信号、所述湿度信号以及所述电信号对应的电阻值的变换情况确定所述电信号对应的气体的类别和浓度。
9.根据权利要求3所述的气体传感系统,其特征在于,所述气体传感模块和所述信号检测模块由所述单片机供电。
10.根据权利要求1所述的气体传感系统,其特征在于,所述气体敏感膜由金属氧化物半导体纳米材料构成。
11.根据权利要求10所述的气体传感系统,其特征在于,所述金属氧化物半导体纳米材料为WO3、SnO2、CuO、In2O3、NiO、MoO3中的一种或多种。
12.一种气体传感器,其特征在于,包括权利要求1-11中任一项所述的气体传感系统。
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