一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，包括：步驟1，系統(tǒng)初始化，設(shè)定報警檢測的上限值和差值；步驟2，獲取傳感器的第一AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)谝籄D值大于上限值時報警，返回步驟2；步驟3，當(dāng)?shù)谝籄D值小于上限值時，將第一AD值存儲為基礎(chǔ)值；步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于上限值時報警，返回步驟4；步驟5，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于基礎(chǔ)值，返回步驟4；步驟6，當(dāng)?shù)诙嗀D值小于上限值并且第二AD值大于基礎(chǔ)值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎(chǔ)值，同時解除報警；并返回步驟4。本發(fā)明還公開一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路。本發(fā)明真正做到了電路根據(jù)不同傳感器或者不同使用環(huán)境的自適應(yīng)。
【專利說明】
一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體傳感器的應(yīng)用，具體涉及到一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法。
【背景技術(shù)】
[0002]MQ系列半導(dǎo)體氣體傳感器的敏感材料是使用活性很高的金屬氧化物半導(dǎo)體，最常用的是Sn02，其具有驅(qū)動電路簡單，長壽命，低成本等特點，在較寬的濃度范圍內(nèi)對一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w有良好的敏感度。
[0003]但是實際使用中，受限于生產(chǎn)工藝和使用環(huán)境，造成批量生產(chǎn)中，不同傳感器采樣出來的檢測值有很大的漂移，同一個傳感器在不同使用溫度和濕度下，采樣的檢測值也會有很大的漂移，不能準(zhǔn)確的進行測量輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，根據(jù)半導(dǎo)體氣體傳感器的特性，自動采樣并設(shè)定報警的基礎(chǔ)值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據(jù)不同傳感器或者不同使用環(huán)境的自適應(yīng)。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，具體包括以下步驟:
[0006]步驟I，系統(tǒng)初始化，設(shè)定報警檢測的上限值和差值；
[0007]步驟2，獲取傳感器的第一AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)谝籄D值大于上限值時報警，返回步驟2;
[0008]步驟3，當(dāng)?shù)谝籄D值小于上限值時，將第一 AD值存儲為基礎(chǔ)值；
[0009]步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于上限值時報警，返回步驟4;
[0010]步驟5，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于基礎(chǔ)值，返回步驟4 ；
[0011 ]步驟6，當(dāng)?shù)诙嗀D值小于上限值并且第二AD值大于基礎(chǔ)值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎(chǔ)值，同時解除報警;并返回步驟4。
[0012]進一步地，所述步驟2中，獲取傳感器的第一AD值，其中第一AD值的獲取時間為系統(tǒng)上電后2分鐘。
[0013]進一步地，所述傳感器為MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。
[0014]—種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，包括:傳感器電路、控制器、報警器和指示燈電路，所述傳感器的輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端連接聲光報警器和指示燈電路。
[0015]進一步地，所述傳感器電路包括傳感器、電阻R1、電阻R2和電容Cll，傳感器的輸出端與控制器的輸入端連接，聲光報警器包括三極管Ql、蜂鳴器BEEPl電阻R5和報警燈L5-L8，三極管的基極和電阻R5的一端與控制器的輸出端連接，三極管的發(fā)射極連接蜂鳴器BEEPl，電阻R5的另一端與報警燈L5-L8連接，控制器的輸出端通過電阻R4與指示燈L1-L4連接，
[0016]進一步地，所述控制器采用LGT8單片機。
[0017]進一步地，所述傳感器為MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。
[0018]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明傳感器采用MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器，根據(jù)半導(dǎo)體氣體傳感器的特性，自動采樣并設(shè)定報警的基礎(chǔ)值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據(jù)不同傳感器或者不同使用環(huán)境的自適應(yīng)，通過傳感器AD值是否低于基礎(chǔ)值，是為了傳感器隨著長時間的使用、老化，傳感器的基礎(chǔ)電壓值會降低，一直保持MCU記錄的基礎(chǔ)值是傳感器的最低基礎(chǔ)值，保證整體電路對氣體的敏感度。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的控制電路圖；
[0021]圖3為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的傳感器電路圖；
[0022]圖4為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的指示燈電路圖；
[0023]圖5為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的聲光報警器電路圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0025]實施例一
[0026]參見圖1，為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法流程圖。
[0027]如圖1所示，一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，包括以下步驟:
[0028]步驟I，系統(tǒng)初始化，設(shè)定報警檢測的上限值和差值；
[0029]步驟2，獲取傳感器的第一AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)谝籄D值大于上限值時報警，返回步驟2;
[0030]步驟3，當(dāng)?shù)谝籄D值小于上限值時，將第一 AD值存儲為基礎(chǔ)值；
[0031]步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于上限值時報警，返回步驟4;
[0032]步驟5，當(dāng)?shù)诙?AD值大于基礎(chǔ)值，返回步驟4;
[0033]步驟6，當(dāng)?shù)诙嗀D值小于上限值并且第二AD值大于基礎(chǔ)值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎(chǔ)值，同時解除報警;并返回步驟4。
[0034]其中在步驟2中，獲取傳感器的第一AD值，其中第一AD值的獲取時間為系統(tǒng)上電后2分鐘。因為半導(dǎo)體氣體傳感器特性，需要預(yù)熱2分鐘才能進入正常工作狀態(tài)，因此，在預(yù)熱2分鐘后開始檢測。
[0035]本發(fā)明實施例中，傳感器采用MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。根據(jù)半導(dǎo)體氣體傳感器的特性，自動采樣并設(shè)定報警的基礎(chǔ)值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據(jù)不同傳感器或者不同使用環(huán)境的自適應(yīng)。
[0036]在步驟6中的判斷條件，傳感器AD值是否低于基礎(chǔ)值，是為了傳感器隨著長時間的使用、老化，傳感器的基礎(chǔ)電壓值會降低，一直保持MCU記錄的基礎(chǔ)值是傳感器的最低基礎(chǔ)值，保證整體電路對氣體的敏感度。
[0037]實施例二
[0038]本發(fā)明在系統(tǒng)初始化時設(shè)定的差值關(guān)系到產(chǎn)品設(shè)定的CO報警值濃度，具體采用數(shù)值根據(jù)實際產(chǎn)品需要可以調(diào)整。設(shè)置傳感器上限值是一個上限安全值，在這個數(shù)值以上，產(chǎn)品會一直報警，具體產(chǎn)品會做相應(yīng)調(diào)整。以下通過舉例數(shù)值僅為說明工作流程，不作為實際產(chǎn)品中選擇數(shù)值。
[0039]采用MQ-9半導(dǎo)體氣體傳感器，負(fù)載電阻為1K，傳感器的加熱電壓為5V，設(shè)定傳感器檢測上限值為4.5V，使用的差值是2V。
[0040]在正常使用環(huán)境時，由于環(huán)境中沒有CO等可燃?xì)怏w，沒有報警狀態(tài)，具體過程如下:
[0041]1.系統(tǒng)上電，控制器開始工作，初始化各參數(shù)，傳感器加熱2分鐘，2分鐘內(nèi)不檢測傳感器AD值；
[0042]2.預(yù)熱時間到，讀取當(dāng)前傳感器AD值，例如檢測值為0.5V，比較檢測值沒有超過上限值4.5V，進入下一步，把當(dāng)前讀取到的0.5V數(shù)值保存為基礎(chǔ)值；
[0043]3.再次讀取傳感器AD值，比如是IV，比較檢測值沒有超過上限值4.5V，進入下一步，比較讀取值沒有超過3V(基礎(chǔ)值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，比較讀取值高過基礎(chǔ)值，取消報警狀態(tài)，循環(huán)到第三步開始再次讀取傳感器AD值。
[0044]實施例三
[0045]開始正常使用不報警，環(huán)境中出現(xiàn)CO等可燃?xì)怏w，進入報警狀態(tài)，其過程具體如下:
[0046]1.系統(tǒng)上電，單片機開始工作，初始化各參數(shù)，傳感器加熱2分鐘(因為半導(dǎo)體氣體傳感器特性，需要預(yù)熱2分鐘才能進入正常工作狀態(tài))，2分鐘內(nèi)不檢測傳感器AD值。
[0047]2.預(yù)熱時間到，讀取當(dāng)前傳感器AD值，舉例如0.5V，比較檢測值沒有超過上限值
4.5V，進入下一步，把當(dāng)前讀取到的0.5V數(shù)值保存為基礎(chǔ)值；
[0048]3.再次讀取傳感器AD值，比如是4V，比較檢測值沒有超過上限值4.5V，進入下一步，比較讀取值超過3V(基礎(chǔ)值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，開始聲、光報警狀態(tài)，循環(huán)到第三步開始再次讀取傳感器AD值。直到環(huán)境中CO濃度降低到檢測值為IV，解除聲、光報警狀態(tài)，并重新進入第三步開始循環(huán)讀取傳感器AD值。
[0049]實施例四
[0050]使用時環(huán)境中CO等可燃?xì)怏w超標(biāo)，具體檢測過程如下:
[0051]1.系統(tǒng)上電，單片機開始工作，初始化各參數(shù)，傳感器加熱2分鐘，2分鐘內(nèi)不檢測傳感器AD值；
[0052]2.預(yù)熱時間到，讀取當(dāng)前傳感器AD值，舉例如4.6V，比較檢測值超過上限值4.5V，進入下一步，開始聲、光報警，并循環(huán)到第二部開始，再次循環(huán)讀取傳感器AD值，直到檢測值低過4.5V上限值，進入到第三步；
[0053]3.再次讀取傳感器AD值，比如是IV，比較檢測值沒有超過上限值4.5V，進入下一步，比較讀取值沒有超過3V(基礎(chǔ)值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，比較讀取值高過基礎(chǔ)值，取消報警狀態(tài)，循環(huán)到第三部開始再次讀取傳感器AD值。
[0054]實施例五
[0055]參見圖2至圖5，其中圖2為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的控制電路圖；圖3為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的傳感器電路圖；圖4為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的指示燈電路圖；圖5為本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路所述的聲光報警器電路圖。
[0056]如圖2至圖5所示，本發(fā)明根據(jù)實施例一致實施例四提出一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，包括:傳感器電路、控制器、報警器和指示燈電路，所述傳感器的輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端連接聲光報警器和指示燈電路。
[0057]其中傳感器電路包括傳感器、電阻Rl、電阻R2和電容Cl I，傳感器的輸出端與控制器的輸入端連接，聲光報警器包括三極管Ql、蜂鳴器BEEPl電阻R5和報警燈L5-L8，三極管的基極和電阻R5的一端與控制器的輸出端連接，三極管的發(fā)射極連接蜂鳴器BEEPl，電阻R5的另一端與報警燈L5-L8連接，控制器的輸出端通過電阻R4與指示燈L1-L4連接，
[0058]優(yōu)選的，控制器采用LGT8單片機。
[0059]傳感器為MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。
[0060]傳感器電路通過5V電壓供電，系統(tǒng)上電后，指示燈電路點亮，表示正常工作，當(dāng)傳感器檢測到可燃?xì)怏w超標(biāo)時，通過控制器驅(qū)動三極管Ql使聲光報警器報警。
[0061]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，系統(tǒng)初始化，設(shè)定報警檢測的上限值和差值； 步驟2，獲取傳感器的第一AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)谝籄D值大于上限值時報警，返回步驟2; 步驟3，當(dāng)?shù)谝籄D值小于上限值時，將第一AD值存儲為基礎(chǔ)值； 步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于上限值時報警，返回步驟4; 步驟5，當(dāng)?shù)诙嗀D值大于基礎(chǔ)值，返回步驟4; 步驟6，當(dāng)?shù)诙嗀D值小于上限值并且第二AD值大于基礎(chǔ)值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎(chǔ)值，同時解除報警;并返回步驟4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，其特征在于，所述步驟2中，獲取傳感器的第一AD值，其中第一AD值的獲取時間為系統(tǒng)上電后2分鐘。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法，其特征在于，所述傳感器為MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。4.采用權(quán)利要求1-3中任一項所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用算法的一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，其特征在于，包括:傳感器電路、控制器、報警器和指示燈電路，所述傳感器的輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端連接聲光報警器和指示燈電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，其特征在于，所述傳感器電路包括傳感器、電阻Rl、電阻R2和電容Cl I，傳感器的輸出端與控制器的輸入端連接，聲光報警器包括三極管Ql、蜂鳴器BEEPl電阻R5和報警燈L5-L8，三極管的基極和電阻R5的一端與控制器的輸出端連接，三極管的發(fā)射極連接蜂鳴器BEEPI，電阻R5的另一端與報警燈L5-L8連接，控制器的輸出端通過電阻R4與指示燈L1-L4連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，其特征在于，所述控制器采用LGT8單片機。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種半導(dǎo)體氣體傳感器檢測電路，其特征在于，所述傳感器為MQ系列的半導(dǎo)體氣體傳感器。
【文檔編號】G01N27/12GK106093136SQ201610394872
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610394872.X, CN 106093136 A, CN 106093136A, CN 201610394872, CN-A-106093136, CN106093136 A, CN106093136A, CN201610394872, CN201610394872.X
【發(fā)明人】于紅勇
【申請人】深圳市谷粒科技有限公司