[实用新型]催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲烷气体探测器部件，具体涉及催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置。

背景技术

目前，传统的催化燃烧式甲烷气体探测器的检测原理是：采用惠斯通电桥测量载体催化元件的电阻值变化量。将黑元件与白元件作为电桥的相邻臂置于同一测定气室中，在无甲烷的新鲜空气中，调整电桥使之平衡，即令电桥输出电压信号为零。黑、白元件中流过相同的恒定电流，并使两元件温度上升到400℃左右。当甲烷进入气室时，甲烷与氧气在敏感元件表面吸附作用下催化燃烧，放出反应热，使敏感元件温度上升，从而引起敏感元件电阻值增加，而补偿元件的电阻值不变，从而导致电桥失去平衡，产生一个与甲烷浓度成正比的输出电压信号，测出此信号的大小即可得知甲烷浓度的高低。此种方法存在的主要问题是零漂大、输出非线性、灵敏度漂移，不能自动调零。因而应用受到限制。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有催化燃烧式甲烷气体探测器零漂大、输出非线性、灵敏度漂移，不能自动调零的问题，提供了一种催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置，解决上述问题的具体技术方案如下：

本实用新型的催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置，由MCU、多路模拟开关、电阻网络和惠斯通电桥组成，电阻网络与多路模拟开关的数据输入端连接，多路模拟开关的输出端与惠斯通电桥连接，多路模拟开关的地址输入端与MCU连接。

MCU的PA、PB、PC端与多路模拟开关的地址输入端A、B、C连接，由MCU控制，为惠斯通电桥敏感元件与匹配元件分别选择不同值的并联电阻。

所述的惠斯通电桥由四个臂构成，r₁为传感器敏感元件，r₂为匹配元件，R₁、R₂为电桥处于新鲜空气中的平衡电阻，平衡时有：

所述的电阻网络由九个电阻构成，九个电阻R_a～R_i与多路模拟开关的数据输入端连接，电阻R_a～R_i为惠斯通电桥敏感元件与匹配元件分别提供不同的并联电阻。

本实用新型的催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置，采用智能化技术，对催化甲烷传感器的零漂、输出非线性、灵敏度衰减进行了有效的校正，从而使得甲烷气体探测器的检测精度大幅提高；采用恒温控制电路提高了传感器工作的稳定性，这与提高敏感元件本身稳定性相比，具有事半功倍的效果；本探测器可通过红外遥控器设定参数，使用方便，具有良好的稳定性及很高的测量精度，设备可连续使用，对提高煤矿安全监测具有重要意义，具有较高的社会经济效益的优点。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理结构示意图，图2是惠斯通检测电桥结构示意图，图3是气体浓度与输出电压的关系曲线图，图4是催化传感器零点漂移分布图，图5是恒温条件下催化传感器相对灵敏度衰减规律图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2描述本实施方式。本实施方式由MCU、多路模拟开关、电阻网络和惠斯通电桥组成，电阻网络中的九个电阻R_a～R_i与多路模拟开关的数据输入端连接，多路模拟开关的输出端与惠斯通电桥连接，多路模拟开关的地址输入端与MCU连接，惠斯通电桥的输出端与MCU连接。

具体实施方式二：结合图1、图2描述本实施方式。本实施方式所述的惠斯通电桥由四个臂构成，r₁为传感器敏感元件，r₂为匹配元件，R₁、R₂为电桥处于新鲜空气中的平衡电阻，平衡时有：当甲烷气体进入时，惠斯通电桥的平衡关系被破坏，由MCU的PA、PB、PC端控制，为惠斯通电桥敏感元件与匹配元件分别选择不同值的并联电阻，使惠斯通电桥达到新的平衡，完成校准。

具体实施方式三：结合图1描述本实施方式。本实施方式所述的多路模拟开关采用CD4051型号芯片。

具体实施方式四：结合图1描述本实施方式。本实施方式所述的MCU的PA、PB、PC端与多路模拟开关的地址输入端A、B、C连接。

具体实施方式五：结合图1描述本实施方式。本实施方式所述的MCU采用MSP430F135型号芯片。