[发明专利]消除温度漂移的易燃有害气体探测器

说明书

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，尤其涉及一种消除温度漂移的易燃有害气体探测器。

背景技术

金属氧化物半导体气敏传感器广泛用于易燃、有害气体检测系统中，它的工作原理如图1所示：加热丝等效为加热电阻R_H，敏感材料等效为敏感电阻R_S，R_L为取样电阻。对传感器加热电路施加电压V_H，使传感器敏感材料工作在约300℃的稳定状态。当探测气体接触到半导体表面被吸附时，电阻R_S阻值发生变化，通过检测R_L两端电压即可对气体进行间接检测。

众所周知，这类传感器极易受环境温度影响而产生输出漂移。当温度较低时，气敏传感器的电阻值较大；温度较高时，气敏传感器的电阻值较小。比如FIGARO公司的TGS2611探测器，当环境温度在由-10℃升高到40℃时，敏感电阻阻值增加到2.28倍，从而引起气敏传感器的输出电压较大变化。当环境温度改变时，加热丝的加热温度会受到影响，导致敏感材料工作温度发生偏移，R_S的值亦发生变化。因此传感器检测精度下降。

当前气敏传感器的温度补偿可以从软件和硬件两方面补偿。软件方面主要通过建立温度误差数学模型，用相应的软件对数学模型进行分析来消除温度漂移带来的误差。在硬件方面，方法一，通过在取样电阻R_L基础上组成一种可开、闭环工作的电路，以此来自动补偿元件参数的温漂。方法二，由于取样电阻R_L与敏感电阻R_S阻温特性不一致，所以可以选择一个与R_S特性一样的气敏元件，将该元件封闭于纯净空气中，用同一电源加热，一致性的阻温特性会使输出电压的温度漂移值为零。方法三，可以通过与敏感电阻R_S串联或者并联NTC热敏电阻来进行补偿。

这些补偿方法中，软件补偿可以发挥计算机的智能作用，提高了检测的准确度；硬件补偿方式简单、经济、高效，并且易于实现。上述硬件补偿方式有一个共性，就是当敏感电阻R_S受到温度影响发生变化之后，采取适当措施，以图在R_S和R_L支路进行补偿，其效果有限，急于解决这一技术瓶颈。

发明内容

要解决的问题是消除金属氧化物半导体气敏传感器温度漂移问题，本发明的目的是提供一种消除温度漂移的易燃有害气体探测器，通过一个温度反馈控制电路，在环境温度变化时，相应地改变R_H的加热电压，使敏感材料的工作温度保持稳定，从源头解决了R_S易受环境温度影响的问题，提高了补偿精度。以利于提高易燃有害气体探测器的探测精度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种消除温度漂移的易燃有害气体探测器，其中：该探测器包括有外壳、温度反馈控制电路、气敏传感器、取样电阻，所述温度反馈控制电路与气敏传感器加热丝R_H相连接，取样电阻与气敏传感器的敏感电阻R_S串连。

本发明的效果是通过温度反馈控制电路，使传感器加热电压随环境温度变化自动调节，保证传感器敏感材料工作温度稳定，来抵消温度漂移对传感器精度带来的影响。传统的金属氧化物半导体气敏传感器因为所处的外界环境不同，传感器的温度漂移特性会使探测精度降低。集成了温度反馈控制电路的易燃有害气体探测器可以很好的解决这一问题，其检测结果的可靠性远高于没有进行温度补偿的检测方法，比如TGS2610气敏传感器，探测误差可由原来的﹣40％，+70％降低到±10。

附图说明

图1为金属氧化物半导体气敏传感器原理图；

图2为本发明的可以消除温度漂移的易燃有害气体探测器示意图；

图3为本发明的可以消除温度漂移的易燃有害气体探测器的温度反馈电路示意图。

图中：

1、探测器外壳 2、温度反馈控制电路 3、气敏传感器

4、取样电阻 5、工作电压接线端 6、LM2596开关电压调节器

7、调节电阻R₂ 8、NTC热敏电阻R_C

具体实施方式

下面结合附图对本发明的消除温度漂移的易燃有害气体探测器结构加以说明。