[发明专利]一种具有智能化除湿功能的设施园艺红外CO2传感器及方法

摘要

本发明属于传感与测量技术领域，具体涉及一种具有智能化除湿功能的设施园艺红外CO2传感器及方法，传感器包括光学部分和电学部分，光学部分通过红外吸收光谱技术检测CO2浓度，电学部分通过采集红外CO2传感器内部、外部的温/湿度，再进行智能化除湿；本发明同时提供采用非分光红外差分吸收光谱技术并通过该传感器测量CO2浓度的方法以及采用该传感器进行除湿的方法，针对设施园艺红外CO2传感器易受结露影响的问题，从结露影响因素——温度和湿度出发，针对不同的温、湿度情况，通过微处理器智能化选取除湿方案，避免红外CO2传感器光学部分的结露问题，显著提高了CO2检测可靠性，延长传感器寿命，拓展传感器的应用范围。

主权项

一种具有智能化除湿功能的设施园艺红外CO2传感器，其特征在于包括气室(4)、密封防水外壳(12)、光学部分和电学部分，其中气室(4)和密封防水外壳(12)固定连接，光学部分与电学部分通过电连接，具体为电学部分中的光源电流驱动(10)输出端与光学部分中的红外热辐射光源(6)输入端相连接，光学部分中的热释电探测器(27)输出端与电学部分中的锁相/滤波电路(22)输入端相连接；光学部分包括红外热辐射光源(6)、球面反射镜(17)和热释电探测器(27)，红外热辐射光源(6)、球面反射镜(17)和热释电探测器(27)均设置在气室(4)内部，其中红外热辐射光源(6)设置在气室(4)与密封防水外壳(12)接触一侧的侧壁上，球面反射镜(17)设置在与红外热辐射光源(6)正对着一侧的气室(4)的侧壁上，热释电探测器(27)设置在红外热辐射光源(6)下方的气室(4)侧壁上，使得红外热辐射光源(6)发射的4.26μm的红外光入射至球面反射镜(17)，且球面反射镜(17)可将红外光反射至热释电探测器(27)；电学部分包括第一温度传感器(1)、第一湿度传感器(2)、第一加热片(3)、进气风扇(5)、加热丝(7)、防水透气膜(8)、除湿风扇(9)、光源电流驱动(10)、第一继电器(11)、第二继电器(13)、第一模数转换器(14)、第二温度传感器(15)、第二加热片(16)、第二湿度传感器(18)、出气风扇(19)、第三温度传感器(20)、第三湿度传感器(21)、锁相/滤波电路(22)、第二模数转换器(23)、第三继电器(24)、微处理器(25)、第三模数转换器(26)、第三加热片(28)和通信模块(29)，其中除湿风扇(9)设置在密封防水外壳(12)外侧壁上，光源电流驱动(10)、第一继电器(11)、第二继电器(13)、第一模数转换器(14)、锁相/滤波电路(22)、第二模数转换器(23)、第三继电器(24)、微处理器(25)、第三模数转换器(26)和通信模块(29)均设置在密封防水外壳(12)内部，第一温度传感器(1)、第一湿度传感器(2)设置在气室(4)的外侧壁，第一加热片(3)、进气风扇(5)、加热丝(7)、防水透气膜(8)、第二温度传感器(15)、第二加热片(16)、第二湿度传感器(18)、出气风扇(19)、第三温度传感器(20)、第三湿度传感器(21)和第三加热片(28)均设置在气室(4)内部，其中两个第一加热片(3)分别设置在气室(4)顶端的内壁上和气室(4)底端的内壁上，进气风扇(5)设置在气室(4)的进气口处，且气室(4)的进气口处覆盖有防水透气膜(8)，加热丝(7)设置在气室(4)内部与密封防水外壳(12)连接一侧的侧壁上，且加热丝(7)与侧壁之间设有防水透气膜(8)，第二加热片(16)、第二温度传感器(15)和第二湿度传感器(18)分别贴装在光学部分中的球面反射镜(17)上，出气风扇(19)设置在气室(4)的出气口处，且气室(4)的出气口处覆盖有防水透气膜(8)，第三温度传感器(20)和第三湿度传感器(21)设置在气室(4)底端内壁上，且二者紧挨着放置，第三加热片(28)贴装在热释电探测器(27)上；其中微处理器(25)与光源电流驱动(10)、第一继电器(11)、第二继电器(13)、第一模数转换器(14)、第三模数转换器(26)、通信模块(29)、第二模数转换器(23)、第三继电器(24)分别电连接，第一继电器(11)的输出端与除湿风扇(9)的输入端相连接，第一继电器(11)的输出端还与电学部分中的进气风扇(5)的输入端相连接，第二继电器(13)的输出端与电学部分中的加热丝(7)的输入端相连接，第二继电器(13)的输出端还与第一加热片(3)的输入端相连接；第一模数转换器(14)的两个输入端分别与第一温度传感器(1)和第一湿度传感器(2)的输出端相连接，锁相/滤波电路(22)的输出端与第二模数转换器(23)的输入端相连接，第三继电器(24)的四个输出端分别与第二加热片(16)、两个第一加热片(3)、出气风扇(19)和第三加热片(28)的输入端相连接，第三模数转换器(26)的四个输入端分别与第二温度传感器(15)、第二湿度传感器(18)、第三温度传感器(20)、第三湿度传感器(21)的输出端相连接。