一種高性能礦用一氧化碳傳感器的製造方法

2023-09-19 20:28:10

一種高性能礦用一氧化碳傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高性能礦用一氧化碳傳感器；解決的技術問題為：提供一種線性範圍較寬、靈敏度較高、響應時間較短、抗幹擾程度較高的高性能礦用一氧化碳傳感器；採用的技術方案為：一種高性能礦用一氧化碳傳感器，包括：處理器模塊、聲光報警模塊、一氧化碳濃度採集處理模塊、顯示遙控模塊、多制式輸出模塊和電源管理模塊，所述電源管理模塊包括抗幹擾單元、穩壓電源單元和DC/DC轉換單元，所述一氧化碳濃度採集處理模塊包括採集單元和處理單元，所述採集單元包括敏感元件U1和放大電路，所述敏感元件U1的型號為4CO-500；本實用新型適用於煤礦及其相關領域。
【專利說明】一種高性能礦用一氧化碳傳感器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及礦用傳感器的【技術領域】，具體涉及一種高性能礦用一氧化碳傳感器。

【背景技術】
[0002]眾所周知，一氧化碳為一種劇毒氣體，由於其與血液中血紅蛋白的結合能力要比氧氣與血液中血紅蛋白的結合力大300倍，因此當空氣中含有的一氧化碳被吸入人體後，血液中的血紅蛋白會先同一氧化碳相結合，就會造成人體組織和細胞的大量缺氧，最後導致中毒死亡；一般地，一氧化碳中毒的症狀是失去知覺、痙攣以及突然昏倒等，具體可昏迷數小時、甚至幾晝夜，嚴重者呼吸停頓，處於假死狀態，而清醒後可能精神異常，甚至出現呆滯或癱瘓等後遺症；通常，當空氣中一氧化碳的濃度達到0.4%時，生命體經過20至30分鐘隨即死亡，濃度達到1%時，生命體經過幾次呼吸隨即會失去知覺，I至2分鐘之內會引起致命中毒，足見一氧化碳對人體的危害。
[0003]在煤礦領域中，由於煤礦井下的環境較複雜，存在多種爆炸性混合氣體，因此給煤礦生產帶來了諸多的安全隱患，其中，一氧化碳的危害不容忽視；近年來，煤礦井下經常有一氧化碳中毒事件發生，其毒氣來源主要有炮煙、火災、瓦斯煤塵爆炸等，為了防止煤礦井下的一氧化碳濃度過高而造成人員傷害，大多數煤礦單位均採用在井下安裝一氧化碳傳感器實時採集一氧化碳濃度、當發現濃度較高時發出警報以及時採取措施的方式來保證礦井下工作人員的生命安全，而目前常用的礦用一氧化碳傳感器大都性能較低，存在線性範圍窄、靈敏度低、響應時間長、受幹擾程度高等缺點，對礦井下一氧化碳濃度的監測工作帶來一定的局限性和不安全性。
實用新型內容
[0004]本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為:提供一種線性範圍較寬、靈敏度較高、響應時間較短、抗幹擾程度較高的高性能礦用一氧化碳傳感器。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為:一種高性能礦用一氧化碳傳感器，包括:處理器模塊、聲光報警模塊、一氧化碳濃度米集處理模塊、顯不遙控模塊、多制式輸出模塊和電源管理模塊，所述處理器模塊分別與所述聲光報警模塊、一氧化碳濃度採集處理模塊、顯示遙控模塊、多制式輸出模塊和電源管理模塊相連，所述聲光報警模塊、一氧化碳濃度採集處理模塊、顯示遙控模塊和多制式輸出模塊均與所述電源管理模塊相連；所述電源管理模塊包括抗幹擾單元、穩壓電源單元和DC/DC轉換單元，所述一氧化碳濃度採集處理模塊包括採集單元和處理單元，所述採集單元包括敏感元件Ul和放大電路，所述敏感元件Ul的型號為4C0-500。
[0006]所述抗幹擾單元包括網絡變壓器Tl，所述穩壓電源單元包括PNP型三極體Ql和穩壓電源晶片U2，所述DC/DC轉換單元包括DC/DC轉換晶片U3 ;所述網絡變壓器Tl的正輸入端並接電各Cl的一端後與保險絲Fl的一端相連，保險絲Fl的另一端並接電各C2的一端後與外部電源正極VIN+相連，所述網絡變壓器Tl的負輸入端並接電容Cl的另一端後與保險絲F2的一端相連，保險絲F2的另一端並接電容C2的另一端後與外部電源負極VIN-相連，所述網絡變壓器Tl的正輸出端並接電容C3的一端後與保險絲F3的一端相連，保險絲F3的另一端並接保險絲FSl的一端後與電容C4的一端相連，所述網絡變壓器Tl的負輸出端並接電容C3的另一端後與保險絲F4的一端相連，保險絲F4的另一端並接電容C4的另一端和二極體TVSl的正極後接地；所述PNP型三極體Ql的發射極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R2的一端、電容C5的一端、二極體Dl的正極、二極體TVSl的負極和保險絲FSl的另一端後與P溝道場效應管Q2的漏極相連，所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R3的一端和電阻R4的一端後與二極體D2的負極相連，二極體D2的正極與二極體Dl的負極相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與P溝道場效應管Q2的源極相連，所述P溝道場效應管Q2的柵極並接電阻R2的另一端和電容C5的另一端後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與光電耦合器U4的集電極相連，所述光電耦合器U4的發射極接地，所述光電耦合器U4的正極與所述電源管理模塊的電源輸出端子VDD相連，所述光電耦合器U4的負極並接光電稱合器U5的正極後與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述處理器模塊的第一光耦控制端PWl相連，所述光電耦合器U5的負極串接電阻R7後與所述處理器模塊的第二光耦控制端PW2相連，所述光電耦合器U5的集電極並接P溝道場效應管Q3的柵極後與電阻R3的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的源極與電阻R4的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的漏極並接所述光電耦合器U5的發射極後接地；所述穩壓電源晶片U2的輸入端Vin並接電容C6的一端後與所述P溝道場效應管Q2的源極相連，所述電容C6的另一端並接所述穩壓電源晶片U2的接地端GND、電容C7的一端、電容C8的一端、二極體TVS2的正極和電解電容C9的負極後接地，所述穩壓電源晶片U2的輸出端Vout並接電容C7的另一端、電容C8的另一端、二極體TVS2的負極和電解電容C9的正極後與電阻R8的一端相連；所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Pvin並接電阻R9的一端、電容ClO的一端、電容Cll的一端和電阻RlO的一端後與電阻R8的另一端相連,所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Vin並接DC/DC轉換晶片U3的數字輸入控制端DO、數字輸入控制端D1、電阻R9的另一端和電容C12的一端後與電容C13的一端相連，電容C12的另一端並接電容ClO的另一端、電容Cll的另一端和電容C13的另一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的開漏輸出端與電阻RlO的另一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的反饋端FB並接電容C14的一端和電阻Rll的一端後與電阻R12的一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的電源地端GND並接DC/DC轉換晶片U3的電源地端Pgnd、電容C15的一端和電容C16的一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的電感式開關節點端LX與電感LI的一端相連，所述電感LI的另一端並接電容C15的另一端、電容C16的另一端、DC/DC轉換晶片U3的電壓輸出端Vout、電容C14的另一端、電阻Rll的另一端、二極體TVS3的負極和電解電容C17的正極後與濾波器FCl的輸入端相連，所述電阻R12的另一端並接二極體TVS3的正極和電解電容C17的負極後接地，所述濾波器FCl的輸出端與所述電源管理模塊的電源輸出端子VDD相連，所述濾波器FCl的接地端接地。
[0007]所述採集單元放大電路包括雙路放大器U6，所述雙路放大器U6的A通道輸出端OA並接電容C18的一端後與所述敏感元件Ul的對電極CE相連，所述雙路放大器U6的A通道負端-1A與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端並接電容C18的另一端後與電阻R14的一端相連，所述雙路放大器U6的A通道正端+IA串接電阻R15後與所述處理單元的負輸入端SIG-相連，所述雙路放大器U6的電源負端G接地，所述雙路放大器U6的B通道正端+IB與雙路放大器U6的A通道正端+IA相連，所述雙路放大器U6的B通道負端-1B並接電容C19的一端和電阻R20的一端後與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端並接P溝道場效應管Q4的漏極後與所述敏感元件Ul的工作電極WE相連,所述敏感元件Ul的參考電極RE並接電阻R14的另一端後與所述P溝道場效應管Q4的源極相連，所述P溝道場效應管Q4的柵極串接電阻R19後與所述電源管理模塊的電源輸出端子VDD相連，所述雙路放大器U6的B通道輸出端OB並接電容C19的另一端和電阻R20的另一端後與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端並接電容C20的一端後與電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與所述處理單元的正輸入端SIG+相連，所述電容C20的另一端接地，所述雙路放大器U6的電源正端V並接電容C21的一端後與所述電源管理模塊的電源輸出端子VDD相連，所述電容C21的另一端接地。
[0008]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0009]本實用新型中中的礦用一氧化碳傳感器，包括處理器模塊，處理器模塊分別與聲光報警模塊、一氧化碳濃度採集處理模塊、顯示遙控模塊、多制式輸出模塊和電源管理模塊相連，聲光報警模塊、一氧化碳濃度採集處理模塊、顯示遙控模塊和多制式輸出模塊均與電源管理模塊相連，而電源管理模塊包括抗幹擾單元、穩壓電源單元和DC/DC轉換單元，一氧化碳濃度採集處理模塊包括採集單元和處理單元，採集單元包括敏感元件Ul和放大電路，敏感元件Ul的型號為4C0-500 ;當電源管理模塊上電後，處理器模塊控制各模塊有序啟動，當整個傳感器的各模塊啟動完畢，一氧化碳濃度採集處理模塊開始採集數據，並將採集到的數據實時傳輸到處理器模塊，處理器模塊處理完數據後，通過多制式輸出模塊與外部進行通訊，具體地，將數據傳輸給顯示遙控模塊進行顯示，而在處理器模塊處理數據的過程中，如果發現一氧化碳的濃度值達到了預定報警和斷電的數值，處理器模塊給聲光報警模塊傳輸一個警示信號，則傳感器發出聲光報警以及進行相關狀態的處理；
[0010]在本實用新型的技術方案中，由於採集單元中對一氧化碳氣體進行實時採集的敏感元件Ul選用的型號為4C0-500，4C0-500敏感元件Ul的線性度可達2000ppm，使得其線性範圍為(T500ppm，此外，4C0-500敏感元件Ul的靈敏度可達75± 15nA/ppm、響應時間T9tl< 25s,因此，使用4C0-500敏感元件Ul作為敏感探頭的本實用新型具有線性範圍較寬、靈敏度較高、響應時間較短的優點，而本實用新型在設計電源部分時，對電源管理模塊進行了抗幹擾設計，使其可抵抗4KV的接觸放電、電壓峰值為IKV的電快速瞬變脈衝群以及開路電壓為IKV的浪湧衝擊，提高了整個傳感器的抗幹擾程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明；
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖2為電源管理模塊的電路原理圖；
[0014]圖3為一氧化碳濃度採集處理模塊中採集單元的電路原理圖；
[0015]圖中:I為處理器模塊,2為聲光報警模塊,3為一氧化碳濃度米集處理模塊,4為顯示遙控模塊，5為多制式輸出模塊，6為電源管理模塊，7為抗幹擾單元，8為穩壓電源單元，9 為DC/DC轉換單元，10為採集單元，11為處理單元。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種高性能礦用一氧化碳傳感器，包括:處理器模塊1、聲光報警模塊2、一氧化碳濃度米集處理模塊3、顯不遙控模塊4、多制式輸出模塊5和電源管理模塊6,所述處理器模塊I分別與所述聲光報警模塊2、一氧化碳濃度採集處理模塊3、顯示遙控模塊4、多制式輸出模塊5和電源管理模塊6相連,所述聲光報警模塊2、一氧化碳濃度米集處理模塊3、顯不遙控模塊4和多制式輸出模塊5均與所述電源管理模塊6相連；本實施例中，當電源管理模塊5上電後，處理器模塊I控制各模塊有序啟動、以達到降低啟動功耗的目的，當整個傳感器的各模塊啟動完畢，甲烷濃度信號採集模塊3開始採集數據，並將採集到的數據實時傳輸到處理器模塊1，處理器模塊I處理完數據後，將數據傳輸給顯示遙控模塊4進行顯示，而在處理器模塊I處理數據的過程中，如果發現甲烷的濃度值達到了預定報警和斷電的數值，處理器模塊I給聲光報警模塊2傳輸一個警示信號，則傳感器發出聲光報警以及進行相關狀態的處理，此外，客戶還可通過遙控器來對傳感器進行標校、查詢等操作，本實施例中，多制式輸出模塊5包括RS485通訊電路板、CAN通訊電路板和ZIGBEE無線通訊電路板，在RS485通訊電路板上、CAN通訊電路板上和ZIGBEE無線通訊電路板上均分別設置有用於與處理器模塊I和外部通信器進行通訊的埠，而在傳感器外殼的底板上設有用於連接上述電路板上的通訊埠與處理器模塊I的連接埠，RS485、CAN和ZIGBEE為目前較流行的通訊傳輸制式，本實施例中的一氧化碳傳感器可和多種監控系統配合使用，根據實際需要，可選擇RS485通訊電路板或CAN通訊電路板或ZIGBEE無線通訊電路板來作為檢測數據輸出模塊，通用性極強，能夠與多種具有不同傳輸方式的監控系統配合使用，提高了系統和傳感器之間的數據傳輸流暢度，保證了監控系統的監控效率和監控精度。
[0017]具體的，所述電源管理模塊6可包括抗幹擾單元7、穩壓電源單元8和DC/DC轉換單元9，所述一氧化碳濃度採集處理模塊3可包括採集單元10和處理單元11，所述採集單元10可包括敏感元件Ul和放大電路，所述敏感元件Ul的型號可為4C0-500，本實施例中，4C0-500敏感元件Ul的線性度可達2000ppm(線性範圍為(T500ppm)、靈敏度可達75 土 15nA/ppm、響應時間T9tl < 25s ;本實施例中的抗幹擾單元7可包括網絡變壓器Tl，所述穩壓電源單元8可包括PNP型三極體Ql和穩壓電源晶片U2，所述DC/DC轉換單元9可包括DC/DC轉換晶片U3。
[0018]如圖2所示，所述網絡變壓器Tl的正輸入端並接電容Cl的一端後與保險絲Fl的一端相連，保險絲Fl的另一端並接電容C2的一端後與外部電源正極VIN+相連，本實施例中網絡變壓器Tl的型號可為HR630501-881，所述網絡變壓器Tl的負輸入端並接電容Cl的另一端後與保險絲F2的一端相連，保險絲F2的另一端並接電容C2的另一端後與外部電源負極VIN-相連，所述網絡變壓器Tl的正輸出端並接電容C3的一端後與保險絲F3的一端相連，保險絲F3的另一端並接保險絲FSl的一端後與電容C4的一端相連，所述網絡變壓器Tl的負輸出端並接電容C3的另一端後與保險絲F4的一端相連，保險絲F4的另一端並接電容C4的另一端和二極體TVSl的正極後接地，本實施例中二極體TVSl的型號可為SMAJ24A ；所述PNP型三極體Ql的發射極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R2的一端、電容C5的一端、二極體Dl的正極、二極體TVSl的負極和保險絲FSl的另一端後與P溝道場效應管Q2的漏極相連，本實施例中保險絲FSl的型號可為mSMD030，P溝道場效應管Q2的型號可為A03407，所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R3的一端和電阻R4的一端後與二極體D2的負極相連，二極體D2的正極與二極體Dl的負極相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與P溝道場效應管Q2的源極相連，所述P溝道場效應管Q2的柵極並接電阻R2的另一端和電容C5的另一端後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與光電稱合器U4的集電極相連，所述光電耦合器U4的發射極接地，所述光電耦合器U4的正極與所述電源管理模塊6的電源輸出端子VDD相連,所述光電稱合器U4的負極並接光電稱合器U5的正極後與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述處理器模塊I的第一光稱控制端PWl相連,所述光電耦合器U5的負極串接電阻R7後與所述處理器模塊I的第二光耦控制端PW2相連，所述光電耦合器U5的集電極並接P溝道場效應管Q3的柵極後與電阻R3的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的源極與電阻R4的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的漏極並接所述光電耦合器U5的發射極後接地；所述穩壓電源晶片U2的輸入端Vin並接電容C6的一端後與所述P溝道場效應管Q2的源極相連，所述電容C6的另一端並接所述穩壓電源晶片U2的接地端GND、電容C7的一端、電容C8的一端、二極體TVS2的正極和電解電容C9的負極後接地，本實施例中二極體TVS2的型號可為SMAJ5.0A，所述穩壓電源晶片U2的輸出端Vout並接電容C7的另一端、電容C8的另一端、二極體TVS2的負極和電解電容C9的正極後與電阻R8的一端相連；
[0019]本實施例中DC/DC轉換晶片U3的型號可為SP6651AEU，所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Pvin並接電阻R9的一端、電容ClO的一端、電容Cll的一端和電阻RlO的一端後與電阻R8的另一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Vin並接DC/DC轉換晶片U3的數字輸入控制端DO、數字輸入控制端D1、電阻R9的另一端和電容C12的一端後與電容C13的一端相連，電容C12的另一端並接電容ClO的另一端、電容Cll的另一端和電容C13的另一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的開漏輸出端與電阻RlO的另一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的反饋端FB並接電容C14的一端和電阻Rll的一端後與電阻R12的一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的電源地端GND並接DC/DC轉換晶片U3的電源地端Pgnd、電容C15的一端和電容C16的一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的電感式開關節點端LX與電感LI的一端相連，所述電感LI的另一端並接電容C15的另一端、電容C16的另一端、DC/DC轉換晶片U3的電壓輸出端Vout、電容C14的另一端、電阻Rll的另一端、二極體TVS3的負極和電解電容C17的正極後與濾波器FCl的輸入端相連，所述電阻R12的另一端並接二極體TVS3的正極和電解電容C17的負極後接地，所述濾波器FCl的輸出端與所述電源管理模塊6的電源輸出端子VDD相連，所述濾波器FCl的接地端接地。
[0020]如圖3所示,所述採集單元10放大電路包括雙路放大器U6,本實施例中雙路放大器U6的型號可為AD8572AR，所述雙路放大器U6的A通道輸出端OA並接電容C18的一端後與所述敏感元件Ul的對電極CE相連，所述雙路放大器U6的A通道負端-1A與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端並接電容C18的另一端後與電阻R14的一端相連，所述雙路放大器U6的A通道正端+IA串接電阻R15後與所述處理單元11的負輸入端SIG-相連，所述雙路放大器U6的電源負端G接地，所述雙路放大器U6的B通道正端+IB與雙路放大器U6的A通道正端+IA相連，所述雙路放大器U6的B通道負端-1B並接電容C19的一端和電阻R20的一端後與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端並接P溝道場效應管Q4的漏極後與所述敏感元件Ul的工作電極WE相連,所述敏感元件Ul的參考電極RE並接電阻R14的另一端後與所述P溝道場效應管Q4的源極相連，所述P溝道場效應管Q4的柵極串接電阻R19後與所述電源管理模塊6的電源輸出端子VDD相連，所述雙路放大器U6的B通道輸出端OB並接電容C19的另一端和電阻R20的另一端後與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端並接電容C20的一端後與電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與所述處理單兀11的正輸入端SIG+相連，所述電容C20的另一端接地，所述雙路放大器U6的電源正端V並接電容C21的一端後與所述電源管理模塊6的電源輸出端子VDD相連,所述電容C21的另一端接地。
[0021]本實用新型不僅能夠應用於煤礦領域，同時易可應用到化工、冶金等行業，而且也不僅僅針對於一氧化碳濃度傳感器，對於其他的氣體傳感器也同時適用，整個傳感器的結構簡單，在傳統的傳感器的基礎上進行改進即可，不僅能夠方便地為用戶提供多制式的輸出，解決了每個廠家的監控系統必須和自家的傳感器配合使用的弊端，為用戶節約了大量的人力物力，而且整個傳感器線性範圍較寬、靈敏度較高、響應時間較短以及抗幹擾程度較高，具有實質性特點和進步；上面結合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種高性能礦用一氧化碳傳感器，包括:處理器模塊(I)、聲光報警模塊(2)、一氧化碳濃度採集處理模塊(3)、顯示遙控模塊(4)、多制式輸出模塊(5)和電源管理模塊(6)，所述處理器模塊(I)分別與所述聲光報警模塊(2)、一氧化碳濃度採集處理模塊(3)、顯示遙控模塊(4)、多制式輸出模塊(5)和電源管理模塊(6)相連,所述聲光報警模塊(2 )、一氧化碳濃度採集處理模塊(3)、顯示遙控模塊(4)和多制式輸出模塊(5)均與所述電源管理模塊(6)相連； 其特徵在於:所述電源管理模塊(6)包括抗幹擾單元(7)、穩壓電源單元(8)和DC/DC轉換單元(9 )，所述一氧化碳濃度採集處理模塊(3 )包括採集單元(10 )和處理單元(11)，所述採集單元(10)包括敏感元件Ul和放大電路,所述敏感元件Ul的型號為4C0-500。
2.根據權利要求1所述的一種高性能礦用一氧化碳傳感器，其特徵在於:所述抗幹擾單元(7)包括網絡變壓器Tl，所述穩壓電源單元(8)包括PNP型三極體Ql和穩壓電源晶片U2，所述DC/DC轉換單元(9)包括DC/DC轉換晶片U3 ； 所述網絡變壓器Tl的正輸入端並接電容Cl的一端後與保險絲Fl的一端相連，保險絲Fl的另一端並接電容C2的一端後與外部電源正極VIN+相連，所述網絡變壓器Tl的負輸入端並接電容Cl的另一端後與保險絲F2的一端相連，保險絲F2的另一端並接電容C2的另一端後與外部電源負極VIN-相連，所述網絡變壓器Tl的正輸出端並接電容C3的一端後與保險絲F3的一端相連，保險絲F3的另一端並接保險絲FSl的一端後與電容C4的一端相連，所述網絡變壓器Tl的負輸出端並接電容C3的另一端後與保險絲F4的一端相連，保險絲F4的另一端並接電容C4的另一端和二極體TVSl的正極後接地； 所述PNP型三極體Ql的發射極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端並接電阻R2的一端、電容C5的一端、二極體Dl的正極、二極體TVSl的負極和保險絲FSl的另一端後與P溝道場效應管Q2的漏極相連，所述PNP型三極體Ql的基極並接電阻R3的一端和電阻R4的一端後與二極體D2的負極相連，二極體D2的正極與二極體Dl的負極相連，所述PNP型三極體Ql的集電極與P溝道場效應管Q2的源極相連，所述P溝道場效應管Q2的柵極並接電阻R2的另一端和電容C5的另一端後與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與光電率禹合器U4的集電極相連，所述光電耦合器U4的發射極接地，所述光電耦合器U4的正極與所述電源管理模塊(6)的電源輸出端子VDD相連，所述光電耦合器U4的負極並接光電耦合器U5的正極後與電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端與所述處理器模塊(I)的第一光I禹控制端PWl相連，所述光電耦合器U5的負極串接電阻R7後與所述處理器模塊(I)的第二光耦控制端PW2相連，所述光電耦合器U5的集電極並接P溝道場效應管Q3的柵極後與電阻R3的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的源極與電阻R4的另一端相連，所述P溝道場效應管Q3的漏極並接所述光電耦合器U5的發射極後接地；所述穩壓電源晶片U2的輸入端Vin並接電容C6的一端後與所述P溝道場效應管Q2的源極相連，所述電容C6的另一端並接所述穩壓電源晶片U2的接地端GND、電容C7的一端、電容C8的一端、二極體TVS2的正極和電解電容C9的負極後接地，所述穩壓電源晶片U2的輸出端Vout並接電容C7的另一端、電容C8的另一端、二極體TVS2的負極和電解電容C9的正極後與電阻R8的一端相連； 所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Pvin並接電阻R9的一端、電容ClO的一端、電容Cll的一端和電阻RlO的一端後與電阻R8的另一端相連,所述DC/DC轉換晶片U3的電源輸入端Vin並接DC/DC轉換晶片U3的數字輸入控制端D0、數字輸入控制端D1、電阻R9的另一端和電容C12的一端後與電容C13的一端相連，電容C12的另一端並接電容ClO的另一端、電容Cll的另一端和電容C13的另一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的開漏輸出端與電阻RlO的另一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的反饋端FB並接電容C14的一端和電阻Rll的一端後與電阻R12的一端相連，所述DC/DC轉換晶片U3的電源地端GND並接DC/DC轉換晶片U3的電源地端Pgnd、電容C15的一端和電容C16的一端後接地，所述DC/DC轉換晶片U3的電感式開關節點端LX與電感LI的一端相連，所述電感LI的另一端並接電容C15的另一端、電容C16的另一端、DC/DC轉換晶片U3的電壓輸出端Vout、電容C14的另一端、電阻Rll的另一端、二極體TVS3的負極和電解電容C17的正極後與濾波器FCl的輸入端相連，所述電阻R12的另一端並接二極體TVS3的正極和電解電容C17的負極後接地，所述濾波器FCl的輸出端與所述電源管理模塊(6)的電源輸出端子VDD相連，所述濾波器FCl的接地端接地。
3.根據權利要求2所述的一種高性能礦用一氧化碳傳感器，其特徵在於:所述採集單元(10)放大電路包括雙路放大器U6，所述雙路放大器U6的A通道輸出端OA並接電容C18的一端後與所述敏感元件Ul的對電極CE相連，所述雙路放大器U6的A通道負端-1A與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端並接電容C18的另一端後與電阻R14的一端相連，所述雙路放大器U6的A通道正端+IA串接電阻R15後與所述處理單元(11)的負輸入端SIG-相連，所述雙路放大器U6的電源負端G接地，所述雙路放大器U6的B通道正端+IB與雙路放大器U6的A通道正端+IA相連，所述雙路放大器U6的B通道負端-1B並接電容C19的一端和電阻R20的一端後與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端並接P溝道場效應管Q4的漏極後與所述敏感元件Ul的工作電極WE相連,所述敏感元件Ul的參考電極RE並接電阻R14的另一端後與所述P溝道場效應管Q4的源極相連，所述P溝道場效應管Q4的柵極串接電阻R19後與所述電源管理模塊(6)的電源輸出端子VDD相連，所述雙路放大器U6的B通道輸出端OB並接電容C19的另一端和電阻R20的另一端後與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端並接電容C20的一端後與電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與所述處理單元(11)的正輸入端SIG+相連，所述電容C20的另一端接地，所述雙路放大器U6的電源正端V並接電容C21的一端後與所述電源管理模塊(6)的電源輸出端子VDD相連，所述電容C21的另一端接地。
【文檔編號】H02H9/04GK204086246SQ201420504744
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】張永強, 李梅, 郝躍輝 申請人:山西陽光三極科技有限公司