[实用新型]氧气传感器信号处理装置

说明书

本申请实施例提供一种氧气传感器信号处理装置，氧气传感器信号处理装置包括：氧气传感器，氧气传感器包括对电极、参比电极和工作电极，其中，在氧气传感器工作时，进入氧气传感器的氧气在工作电极上发生还原反应，在对电极上发生还原反应的逆反应；驱动电路，连接对电极和参比电极，用于向对电极提供电流；采集电路，连接工作电极，用于采集氧气传感器工作时生成的初始电压信号；采集电路与驱动电路共同保持参比电极和工作电极之间的恒定电压差；信号转换电路，连接采集电路，用于将初始电压信号转换为放大电压信号；输出电路，连接信号转换电路，用于输出放大电压信号。本申请实现了简便快速地将二电极传感器替换为三电极传感器，降低改装成本。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种氧气传感器信号处理装置。

背景技术

在工业安全领域，需要实时监测环境中的氧气含量，以保障现场工作人员的生命安全和健康。传统的原电池型铅氧传感器具有寿命短、易漏液、污染严重等缺点，对产品使用造成了一定的限制，而新型的恒电位三电极氧气传感器具有寿命长、无漏液、环保等优点，用恒电位三电极氧气传感器替代传统的铅氧传感器来进行氧气浓度的测量，能够很好的克服铅氧传感器的上述缺点。但是，由于目前市场上存在的仪器仪表大多是基于铅氧传感器设计的，而铅氧传感器和恒电位三电极氧气传感器在工作原理、信号调理电路方面存在很大区别，因此，无法实现两者的无缝兼容和替换。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种氧气传感器信号处理装置，用以实现在现有的仪器仪表中从铅氧传感器到恒电位三电极氧气传感器的替换升级，有效降低改装成本，提高仪器的使用寿命，减少环境污染。

本申请实施例第一方面提供了一种氧气传感器信号处理装置，包括：氧气传感器，所述氧气传感器包括对电极、参比电极和工作电极，其中，在所述氧气传感器工作时，进入所述氧气传感器的氧气在所述工作电极上发生还原反应，在所述对电极上发生所述还原反应的逆反应；驱动电路，连接所述对电极和所述参比电极，用于向所述对电极提供电流；采集电路，连接所述工作电极，用于采集所述氧气传感器工作时生成的初始电压信号；所述采集电路与所述驱动电路共同保持所述参比电极和所述工作电极之间的恒定电压差；信号转换电路，连接所述采集电路，用于将所述初始电压信号转换为放大电压信号；输出电路，连接所述信号转换电路，用于输出所述放大电压信号。

于一实施例中，所述驱动电路包括：第一放大器，所述第一放大器的输出端连接所述对电极；第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一放大器的反相输入端；第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述参比电极，所述第二电阻的另一端连接所述第一电阻；第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一放大器的同相输入端，所述第三电阻的另一端连接第一电源；第一电容，所述第一电容的一端连接所述第一放大器的正电源端，所述第一电容的另一端接地；第二电容，所述第二电容的一端连接所述对电极，所述第二电容的另一端连接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端。

于一实施例中，所采集电路包括：负载电阻，所述负载电阻的第一端连接所述工作电极；第二放大器，所述第二放大器的反相输入端连接所述负载电阻的第二端；第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第二放大器的同相输入端，所述第四电阻的另一端连接第二电源；增益电阻，所述增益电阻的一端连接所述第二放大器的反相输入端，所述增益电阻的另一端连接所述第二放大器的输出端。

于一实施例中，所信号转换电路包括：滤波电路，连接所述采集电路，用于对所述初始电压信号进行滤波处理；放大电路，连接所述滤波电路，用于对滤波后的所述初始电压信号进行放大，得到所述放大电压信号。

于一实施例中，所述滤波电路包括：第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容和第六电容，所述第五电阻的一端连接所述负载电阻的第二端，所述第五电阻的另一端经所述第四电容接地，所述第六电阻的一端连接所述负载电阻的第一端，所述第六电阻的另一端经过所述第六电容接地，所述第五电容的一端连接所述第五电阻和所述第四电容的公共端，所述第五电容的另一端连接所述第六电阻和所述第六电容的公共端。