0.7nA/0.0lppm,運(yùn)放的偏置電流如果也是nA級(jí)的，則無(wú)法區(qū)分電信號(hào)來(lái)自傳感器還是運(yùn)放，測(cè)量出來(lái)的氣體濃度肯定不準(zhǔn)確，而LMP7721的偏置電流為3fA，在測(cè)量0.0lppm CO氣體時(shí)，僅為傳感器輸出電流的3/700000，這樣由于運(yùn)放的偏置電流引起的測(cè)量誤差可以忽略不計(jì)。本實(shí)用新型所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路工作在12.5Hz的輸出頻率，可以很好的抑制50，60hz的工頻干擾，可以做到有效分辨率(峰峰)23 (21)位的高穩(wěn)定度轉(zhuǎn)換。AD輸入通道采用差分的測(cè)量方式，這樣很好的抑制各種噪聲的干擾，且基準(zhǔn)源采用高精度，低噪聲的ADR421基準(zhǔn)芯片，初始精度可達(dá)到±0.05%，為保證基準(zhǔn)的品質(zhì)，基準(zhǔn)的電源和輸出部分都有效的加了去耦電容和抑制百兆級(jí)別高頻干擾的濾波電容，保證基準(zhǔn)源噪聲更小，實(shí)際測(cè)量中峰峰紋波噪聲可以小于1.75uV。本實(shí)用新型所述濾波電路利用阻容的π型濾波，可以很好的濾掉高頻干擾。
[0045]本實(shí)用新型從滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求出發(fā)，通過對(duì)電化學(xué)傳感器信號(hào)測(cè)量部分的電路改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)傳感器的輸出電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，開發(fā)出具有更高分辨率的電化學(xué)傳感器檢測(cè)技術(shù)，能夠大幅度提高電化學(xué)傳感器的分辨率，在精度上滿足了環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求，并提高了氣體檢測(cè)的準(zhǔn)確度，大大拓展了電化學(xué)傳感器的應(yīng)用范圍。本實(shí)用新型所述殼體采用隔離設(shè)計(jì)，集成度高，不僅避免了使用多個(gè)氣管的連通不便，且保證無(wú)縫連接，很好的抑制輻射對(duì)測(cè)量部分的干擾，進(jìn)一步提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。
[0046]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于，所述測(cè)量模塊包括: 至少一個(gè)電化學(xué)傳感器；所述電化學(xué)傳感器具有計(jì)數(shù)電極CE、工作電極WE和參考電極RE ； 連接所述電化學(xué)傳感器，用于在所述工作電極WE和所述參考電極RE間施加恒定電位的恒電位儀； 連接所述電化學(xué)傳感器，用于將所述工作電極WE產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)氣體濃度的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述電流信號(hào)成正比的電壓信號(hào)的放大電路； 連接所述放大電路，用于對(duì)放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波電路； 連接所述濾波電路，用于對(duì)濾波后的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路； 連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字隔離電路；所述數(shù)字隔離電路實(shí)現(xiàn)輸入輸出數(shù)字信號(hào)電氣隔咼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于所述測(cè)量模塊還包括用于給恒電位儀、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字隔離電路供電的電源；所述電源包括5V電源、2.5V電源和3.3V電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于， 所述恒電位儀包括:電阻R3、運(yùn)算放大器U1、電容Cl、電阻R1、電容C2、電阻R2、M0S管Ql和電阻R7 ;所述運(yùn)算放大器Ul采用LMP7721芯片；所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端通過電阻R3接地；所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端經(jīng)由電容Cl連接所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端；所述電容Cl兩端并聯(lián)接有RC串聯(lián)支路，該RC串聯(lián)支路由電阻Rl和電容C2構(gòu)成；所述RC串聯(lián)支路的串接點(diǎn)通過電阻R2連接電化學(xué)傳感器的參考電極RE ;所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接電化學(xué)傳感器的計(jì)數(shù)電極CE ;所述MOS管Ql的柵極通過電阻R7連接5V電源正極；所述MOS管Ql的漏極連接電化學(xué)傳感器的參考電極RE ;所述MOS管Ql的源極連接電化學(xué)傳感器的工作電極WE ； 所述放大電路包括:電阻R6、電阻R4、電容C3、電阻R5和運(yùn)算放大器U2 ;所述電化學(xué)傳感器的工作電極WE通過電阻R6連接所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端；所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端通過電阻R5接地；所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端經(jīng)過相互并聯(lián)的電阻R4和電容C3連接所述運(yùn)算放大器U2的輸出端；所述運(yùn)算放大器U2的輸出端輸出與所述工作電極WE產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)氣體濃度的電流信號(hào)成正比的電壓信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊，其特征在于， 所述濾波電路包括由電容CS、電容C9和電阻R13構(gòu)成的型濾波器；所述型濾波器一端連接放大電路，另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3、基準(zhǔn)源U4、電容C4、電容C5、電容C6和電容C7 ;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3采用AD7190芯片；所述基準(zhǔn)源U4采用ADR421芯片；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳AINl連接所述濾波電路；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳REFINl+連接所述基準(zhǔn)源U4的輸出端；所述電容C4和電容C5相互并聯(lián)接在所述基準(zhǔn)源U4的輸入端和地之間；所述電容C6和電容C7相互并聯(lián)接在所述基準(zhǔn)源U4的輸出端和地之間；所述基準(zhǔn)源U4的輸入端還連接5V電源正極；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳REFINl-接地；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳SCLK、引腳DIN和引腳DOUT連接數(shù)字隔離電路； 所述數(shù)字隔離電路包括數(shù)字隔離器U5、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻Rll和電阻R12 ;所述數(shù)字隔離器U5采用ADUM1402芯片；所述數(shù)字隔離器U5的引腳OA經(jīng)由電阻R8連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳SCLK ;所述數(shù)字隔離器U5的引腳OB經(jīng)由電阻R9連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳DIN ;所述數(shù)字隔離器U5的引腳IC經(jīng)由電阻RlO連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U3的引腳DOUT ;所述數(shù)字隔離器U5的引腳E2通過電阻Rll連接2.5V電源正極；所述數(shù)字隔離器U5的引腳El通過電阻R12連接3.3V電源正極。5.—種氣體監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氣體監(jiān)測(cè)儀包括: 權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述氣體監(jiān)測(cè)儀還包括: 殼體；所述殼體上具有進(jìn)氣口 ； 設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且與所述進(jìn)氣口相連通，用于對(duì)由所述進(jìn)氣口進(jìn)入的待測(cè)氣體中的顆粒物進(jìn)行過濾的過濾器； 設(shè)置在所述殼體內(nèi)，容置所述氣體濃度測(cè)量模塊包括的至少一個(gè)電化學(xué)傳感器的傳感器倉(cāng)； 與所述傳感器倉(cāng)相連通的氣管； 設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且與所述過濾器和所述氣管相連接，用于將經(jīng)過過濾的待測(cè)氣體引導(dǎo)至所述氣管中的氣泵；待測(cè)氣體經(jīng)由氣管進(jìn)入所述傳感器倉(cāng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述殼體分成前后兩個(gè)部分；所述過濾器、氣泵和氣管均設(shè)置在所述殼體的后部分；所述傳感器倉(cāng)和氣體濃度測(cè)量模塊設(shè)置于所述殼體的前部分；所述殼體的后部分開設(shè)有連通所述氣管和所述傳感器倉(cāng)的導(dǎo)氣孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種提高分辨率的氣體濃度測(cè)量模塊及氣體監(jiān)測(cè)儀，所述測(cè)量模塊包括：至少一個(gè)電化學(xué)傳感器；所述電化學(xué)傳感器具有計(jì)數(shù)電極CE、工作電極WE和參考電極RE；連接所述電化學(xué)傳感器，用于在所述工作電極WE和所述參考電極RE間施加恒定電位的恒電位儀；連接所述電化學(xué)傳感器的放大電路；連接所述放大電路的濾波電路；連接所述濾波電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字隔離電路；本實(shí)用新型能夠大幅度提高電化學(xué)傳感器的分辨率，在精度上滿足了環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求，并提高了氣體檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G01N27/26
【公開號(hào)】CN204705614
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520373209
【發(fā)明人】丁超, 王日東, 李強(qiáng), 宋維民, 徐輝
【申請(qǐng)人】大連市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日...