[发明专利]用于甲烷气体传感器信号处理的正反馈处理电路

说明书

技术领域

本发明属于气体检测领域，涉及一种气体信号处理电路，尤其是涉及一种用于甲烷气体传感器信号处理的正反馈处理电路。

背景技术

随着社会的进步，科技的发展，人类对能源需求量的增加，使得煤的需求量迅猛增加，与此同时，国家针对煤矿安全生产，制定了一系列的标准，以此来保证煤矿工人的人身安全及煤矿的安全生产。瓦斯气体是威胁煤矿安全生产的重要因素之一，瓦斯气体易燃易爆，对煤矿安全生产及矿工的生命造成严重的威胁，瓦斯气体的主要成分是甲烷，因此，甲烷气体的检测成为煤矿安全生产及保护矿工生命的重要因素，甲烷气体的检测难点在于对甲烷气体传感器输出信号的处理，为此，国内外很多专家学者提出了不同的处理方法，包括提高气体传感器的精度，但是其成本太高，较难在矿上推广，特别是一些技术条件及经济状况比较落后的小矿，也有提出使用高精度处理芯片方案，该方案同样存在成本高的问题，使得适用其方法的设备较难在煤矿市场上推广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于甲烷气体传感器信号处理的正反馈处理电路，该处理电路使用较少的分立元器件，实现了对甲烷气体传感器信号的参考处理、信号驱动能力的增强处理、正反馈放大处理，该电路简单、稳定可靠、元器件少、成本低，便于市场推广利用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于甲烷气体传感器信号处理的正反馈处理电路，其中，包括参考电压产生电路、甲烷气体传感器信号输出电路、信号保持及驱动电路和正反馈放大电路，所述甲烷气体传感器信号输出电路输出信号V1和参考电压产生电路输出的参考电压信号V2，同时送给信号保持及驱动电路，经过信号保持及驱动电路的处理，形成驱动能力强的传感器信号V4和参考信号V3， V2与V3幅度和相位相同，V1与V4幅度和相位相同，然后将V4、V3送给正反馈放大电路得到调理信号V9。

作为优选，所述正反馈放大电路包括电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和集成芯片U3C，电阻R12、R13、R14、R15、R16、R18阻值相等，R17为正反馈电阻；参考信号V3连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别连接电阻R13和集成芯片U3C的负输入端9，传感器信号V4连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电阻R16和集成芯片U3C的正输入端10，电阻R13的另一端分别连接电阻R14和电阻R17的一端，集成芯片U3C的输出端连接电阻R14的另一端，输出调理信号V9；电阻R16的另一端分别连接电阻R17的另一端和电阻R18的一端，电阻R18的另一端接GND。

作为优选，所述参考电压产生电路包括电阻R10、R11，及电位器RP1；电阻R10一端分别接电源VCC和甲烷气体传感器信号输出电路，另一端分别连接电位器RP1的端定端和滑动端，电位器RP1的滑动端输出参考电压信号V2给信号保持及驱动电路，电位器RP1的另一固定端连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接电源负端GND。

作为优选，所述甲烷气体传感器信号输出电路包括气体传感器XS6，所述气体传感器XS6的1端连接电源VCC和电阻R10，2端输出信号V1给信号保持及驱动电路，3端接电源负端GND。

作为优选，所述信号保持及驱动电路包括集成芯片U3B、U3D，参考电压信号V2连接集成芯片U3B的正输入端5，集成芯片U3B的负输入端6与其输出端7连接，输出参考信号V3；信号V1连接集成芯片U3D的正输入端12，集成芯片U3D的负输入端13与其输出端14连接，输出传感器信号V4。

作为优选，所述集成芯片U3B、U3C、U3D采用LM324芯片。

本发明的有益效果是：

本发明利用较少的分立元器件，实现对甲烷气体传感器信号的参考电压的设置，信号驱动能力的增强及正反馈放大，可以有效的提高本发明对甲烷气体传感器输出弱信号的增强处理，且该电路简单，使得使用本发明的设备稳定性及可靠性都很高，降低了使用本发明设备的成本，便于市场推广及应用。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明的参考电压产生及甲烷气体传感器信号输出电路图；

图3为本发明的信号保持及驱动能力增强电路图；