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2018年04月02日 | 采用红外光源和传感器的气体检测参考设计方案
2018-04-02 来源:互联网
气体检测与人类生活息息相关☆
例如:石化厂、煤气站、油库等场所对可燃气体的监测;汽车尾气、工业废气、城市雾霾的监控;还有家用煤气、天然气的泄漏爆炸的监测;以及针对装修后有毒气体(苯和甲醛)残留浓度的检测等等。从工业到民用,针对各种可燃有毒气体的检测无一不会用到气体探测器。并且随着智能物联网的蓬勃发展,气体探测器也被广泛用在功能强大的物联网上实时监控前天环境,为人类的安全保驾护航。
然而目前市场上的气体探测器按原理可分为催化燃烧式、电化学、半导体式以及红外四种。催化燃烧式探测器易中毒,电化学探测器寿命有限,半导体式探测器一致性较差。而红外探测器反应灵敏,精度高,寿命长,优势显著。世健公司作为技术分销商跟解决方案商,时刻关注市场需求,近期正式推出基于Microchip平台,采用Axetris的红外光源和Pyreos的传感器所组成的红外气体检测参考设计方案。通过此方案,客户可以快速地评估MCU、光源以及传感器的性能,缩短气体检测项目的设计周期。
该参考设计方案的原理:红外光源发射出2-14μm的红外光,通过一定长度的气室吸收后,由带4.26μm 波长的窄带滤光片的红外气体传感器进行探测,传感器内置15位ADC,通过IIC进行数据采集,经过Microchip的Cortex® M0+ SAM D20进行数据分析处理,分析出的采样数据通过通讯接口传输到上位机,然后通过配套软件观察不同探测器采集的数据及波形。方案框图如下:
图1 方案框图
整个方案的硬件连接方式是micro USB转USB线连接评估板和PC,选用12V直流电源适配器。作为一个参考设计,这个方案选用了Microchip公司的系列产品,包括基于Cortex M0+核的ATSAM D20作为的主控芯片,轨到轨的放大器MCP6H02用于驱动A红外光源,和低噪声的电源芯片MIC5253提供系统电源及接口芯片MCP2200。
而使用Pyreos公司的ezPyro是世界上最小的拥有数字接口超低功耗的热释电红外传感器。ezPyro 系列数字接口型传感器内部集成了传感器、模拟前端、15位Δ-Σ模数转换、数字滤波器、FIFO以及中断唤醒控制等部分,同时5.65_mm×3.7_mm×1.55_mm的封装也大幅减小了设计整体体积。ezPyro热释电红外传感器的响应时间在毫秒级,相比竞争对手几秒钟的响应时间,可谓是不可同日而语。
史海拾趣
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