[实用新型]低功耗传感器

说明书

技术领域

本发明涉及低功耗传感器。所述传感器是光学传感器并且具体地包括能够发射发光信号的发射器、接收器和用于处理作为来自所述接收器的输出而产生的电信号的部件。本发明尤其非常适于确定诸如二氧化碳之类的气体的浓度。

背景技术

一种确定气体浓度的公知技术在于依靠发射器交替地发送发光信号到真空管或者到包含气体的管道中。随后，光在通过充满气体的管道时稍微衰减。位于管道输出处的接收器使其能够收集通过真空管和充满气体的管道两者的两个发光信号。处理部件随后允许对每个所收集的信号进行处理。传统上，处理部件包括使用DSP(数字信号处理)电路的解调器。这种解决方案的缺陷是它的速度受到限制，因为它取决于模数转换器的取样频率和转换时间。

另一种解决方案在于利用全模拟处理部件，使得接收到的信号得以利用低通滤波器以规定的频率进行整流和滤波，以便恢复r.m.s值。然而，在该另一种解决方案中，为了最大化所恢复的信号，后者必须接近占空比为0.5的正弦曲线。

而且，现有技术的解决方案往往很少关注每次测量所消耗的功率量。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括能够发射与处理部件相关联的发光信号的发射器的低功耗传感器，其目的是消除现有技术的缺陷。

所述目的通过一种传感器来实现，包括：

-发射器，包含能够发射发光信号的发光二极管，

-控制部件，用于以规定的控制频率接通或关闭所述发射器，

-接收器，用于感测所述发光信号，并且被安排来当所述发射器接通时生成第一输入信号，以及当所述发射器关闭时生成第二输入信号，

-处理所述第一输入信号和所述第二输入信号的部件，

其特征在于，所述处理部件包括：

-第一处理通道，用于处理所述第一输入信号，

-第二处理通道，用于处理所述第二输入信号，

-当所述发射器接通时激活所述第一处理通道并去激活所述第二处理通道的部件，和

-当所述发射器关闭时激活所述第二处理通道并去激活所述第一处理通道的部件。

根据本发明的一个特征，所述第一处理通道包括第一低通滤波器，并且所述第二处理通道包括第二低通滤波器。

根据另一特征，所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器中的每一个包括电阻器和电容器，所述电阻器的电阻和所述电容器的电容被最优化来获得最大信噪比。

根据另一特征，所述第一低通滤波器和所述第二低通滤波器是等同的。

根据另一特征，所述接收器包括用于将接收到的发光信号转换为电流的光电二极管和用于将所述电流转换为电压的跨阻抗放大器。

根据另一特征，所述第一处理通道被安排成当所述发射器接通时生成第一输出信号，以及所述第二处理通道被安排成当所述发射器关闭时生成第二输出信号，所述处理部件包括用于将所述第一输出信号和所述第二输出信号相比较的部件。

附图说明

从参考通过举例给出并如附图所示的实施例的以下详细描述中，其它特征和优点将变得明显，附图中：

图1示出了本发明的传感器的图解。

具体实施方式

本发明包括具体用于确定诸如二氧化碳之类的气体的浓度的传感器。所述设备的优点是在每次测量期间消耗非常少的功率。所述传感器的操作及其元件被特别最优化来满足这一需求。

本发明的传感器尤其基于同步检测的原理。

参考图1，本发明的传感器包括发射器1，该发射器1包括能够发射发光信号且经由电流源或电压源供电的发光二极管(LED)。根据本发明，该传感器包括控制部件，其使得该发射器例如使用脉冲电流(I_LED)来供电以便以规定的控制频率F₀激活和去激活该发射器。选择控制频率F₀使得功耗最小，同时获得可用的输出信号，即，一个具有最大信噪比SNR的信号。

所述设备也包括接收器2，该接收器2远离该发射器并且包括例如用于感测发射器1发射的发光信号并且将接收到的每个发光信号转换为电流的光电二极管(PHD)。待检测气体通常置于发射器1与接收器2之间。