專(zhuān)利名稱(chēng)：低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置。
背景技術(shù)：
目前，由于技術(shù)和資金等諸多問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)的紅外氣體分析技術(shù)相對(duì)國(guó)外滯后一些，已經(jīng)上市一些產(chǎn)品其內(nèi)核也是依靠國(guó)外的公司設(shè)計(jì)，大型的精密紅外氣體分析儀器主要依賴(lài)進(jìn)口。國(guó)內(nèi)的幾家紅外分析儀大都以鎳鎘絲作為紅外輻射源，使用切光片進(jìn)行機(jī)械式的光強(qiáng)調(diào)制，利用薄膜微音傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。檢測(cè)精度不高(一般滿量程的29Γ5%)，在密封、防震及可靠性方面存在很大問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，低功耗，檢測(cè)智能，高精度便捷實(shí)用。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，其組成包括殼體，所述的殼體內(nèi)安裝有四元熱電堆探測(cè)器，所述的四元熱電堆探測(cè)器與信號(hào)處理電路連接，所述的信號(hào)處理電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器連接，所述的DSP控制器分別與通信接口電路、紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路連接，所述的紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路與紅外輻射光源連接。所述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，所述的四元熱電堆探測(cè)器包括信號(hào)采樣保持電路、信號(hào)放大電路。所述的低功耗小體`積汽車(chē)尾氣分析裝置，所述的殼體的尺寸為3. 2X2. 3X0. 6cm。有益效果1.本實(shí)用新型的DSP控制器中輸出特定PWM信號(hào)，對(duì)紅外輻射光源光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制。熱電堆傳感器采集被特定氣體(C0、C02、HC等)吸收特定波長(zhǎng)的紅外信號(hào)，就會(huì)輸出相應(yīng)一個(gè)模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路后，用高精A/D轉(zhuǎn)換電路把采集到模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后傳給DSP控制器。通過(guò)DSP控制器來(lái)分析計(jì)算所測(cè)器的濃度。2.本實(shí)用新型的體積小，裝置的功耗低(用3V鋰電池供電即可)，在裝置軟件算法里采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，使得本裝置每一次輸出內(nèi)容不是測(cè)量結(jié)果，而是通過(guò)對(duì)歷次數(shù)據(jù)分析處理的結(jié)果。該實(shí)用新型達(dá)到了預(yù)期效果，能很好的采集汽車(chē)尾氣的各個(gè)參數(shù)，并能根據(jù)這些參數(shù)有效地反應(yīng)汽車(chē)尾氣的成分。


附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是附圖1中紅外輻射光源電路的電路原理圖。附圖3是附圖1中四元熱電堆探測(cè)器的信號(hào)采樣保持電路的電路原理圖。附圖4是附圖1中四元熱電堆探測(cè)器的信號(hào)放大電路的電路原理圖。附圖5是附圖1中A/D轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。附圖6是附圖1中DSP控制器的電路原理圖。[0021]具體實(shí)施方式
[0022]實(shí)施例1 :[0023]一種低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，其組成包括殼體1，所述的殼體內(nèi)安裝有四元熱電堆探測(cè)器2，所述的四元熱電堆探測(cè)器與信號(hào)處理電路3連接，所述的信號(hào)處理電路與A/D轉(zhuǎn)換電路4連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器5連接，所述的DSP控制器分別與通信接口電路6、紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路7連接，所述的紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路與紅外輻射光源 8連接。[0024]所述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，所述的四元熱電堆探測(cè)器包括信號(hào)采樣保持電路、信號(hào)放大電路。[0025]所述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，所述的殼體的尺寸為3. 2X2. 3X0. 6cm。[0026]汽車(chē)尾氣分析裝置是通過(guò)不同的氣體分子對(duì)紅外輻射有選擇性吸收的原理來(lái)設(shè)計(jì)的，即當(dāng)紅外輻射通過(guò)某種氣體時(shí)，氣體中的極性分子(非單元素氣體分子，如co2、co、hc 等)就會(huì)對(duì)紅外輻射進(jìn)行選擇性吸收，并且只吸收特定波長(zhǎng)的紅外輻射。由此原理可以檢測(cè)出汽車(chē)尾氣中一些特定氣體的含量。[0027]實(shí)施例2 [0028]上述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，紅外輻射光源選用的是HSL5/60，該紅外光源可以發(fā)出O. 7 5. O μ m波長(zhǎng)的紅外線，可以覆蓋尾氣所檢測(cè)氣體可吸收波長(zhǎng)的范圍。傳感器的工作電壓是5V，工作電流60mA，可持續(xù)工作時(shí)間100000個(gè)小時(shí)。而且此傳感器體積小巧(直徑3臟，長(zhǎng)4. 2mm)很適合便攜式低功耗類(lèi)儀器上使用。[0029]實(shí)施例3 [0030]上述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，紅外輻射源電路，通過(guò)DSP控制器輸出的PWM波來(lái)調(diào)制紅外輻射源HSL5/60的光強(qiáng)。在此電路中使用了 ADP3336穩(wěn)壓芯片，以此來(lái)保證PWM波調(diào)制后紅外輻射源的光強(qiáng)穩(wěn)定。[0031]實(shí)施例4:[0032]上述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，四元熱堆探測(cè)器采集到信號(hào)后傳輸給信號(hào)處理電路，由于傳感器傳輸?shù)皆撾娐返男盘?hào)非常弱，所以該部分電路選取高阻抗運(yùn)放來(lái)處理信號(hào)，但是由于氣體測(cè)量受外界環(huán)境影響很大，所以經(jīng)過(guò)信號(hào)保持后來(lái)經(jīng)過(guò)減法電路， 把干擾去掉。然后再把信號(hào)輸入到信號(hào)處理電路，該電路需要把前面處理過(guò)的信號(hào)放大，使之輸出A/D轉(zhuǎn)換電路可檢測(cè)的電壓信號(hào)。[0033]實(shí)施例5 上述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，AD轉(zhuǎn)換電路，該電路選用TI公司的 ADSl115芯片，該芯片是16位，四通道AD轉(zhuǎn)換電路，芯片工作電壓僅需2. l_5v即可，工作電流150 μ Α,采樣率為860，已經(jīng)足夠設(shè)計(jì)的需求。該電路把傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號(hào)傳給DSP處理器。[0035]實(shí)施例6 [0036]上述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，DSP控制器，該電路選用TI公司的 TMS320F2812芯片做主控和算法處理芯片。該電路的主要工作，輸出PWM信號(hào)控制紅外輻射源的光強(qiáng)，接受AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)值信號(hào)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)做出相應(yīng)的算法處理。[0037]工作過(guò)程[0038]DSP控制器輸出特定的PWM脈沖，紅外輻射光源發(fā)射出設(shè)定光強(qiáng)的紅外線，讓紅外線穿過(guò)待測(cè)氣體，待測(cè)氣體會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的一部分紅外線，然后通過(guò)四元熱電堆探測(cè)器接受穿過(guò)特定氣體的紅外線，并產(chǎn)生相應(yīng)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào)處理后傳給A/D轉(zhuǎn)換電路，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)紻SP控制器中。DSP控制器對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析，最后輸出尾氣的相應(yīng)分析結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，其組成包括殼體，其特征是所述的殼體內(nèi)安裝有四元熱電堆探測(cè)器，所述的四元熱電堆探測(cè)器與信號(hào)處理電路連接，所述的信號(hào)處理電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器連接，所述的DSP控制器分別與通信接口電路、紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路連接，所述的紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路與紅外輻射光源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，其特征是所述的四元熱電堆探測(cè)器包括信號(hào)采樣保持電路、信號(hào)放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置，其特征是所述的殼體的尺寸為3. 2X2. 3X0. 6cm。
專(zhuān)利摘要低功耗小體積汽車(chē)尾氣分析裝置。國(guó)內(nèi)的幾家紅外分析儀大都以鎳鎘絲作為紅外輻射源，使用切光片進(jìn)行機(jī)械式的光強(qiáng)調(diào)制，利用薄膜微音傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。檢測(cè)精度不高(一般滿量程的2%~5%)，在密封、防震及可靠性方面存在很大問(wèn)題。本實(shí)用新型的組成包括殼體(1)，所述的殼體內(nèi)安裝有四元熱電堆探測(cè)器(2)，所述的四元熱電堆探測(cè)器與信號(hào)處理電路(3)連接，所述的信號(hào)處理電路與A/D轉(zhuǎn)換電路(4)連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器(5)連接，所述的DSP控制器分別與通信接口電路(6)、紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路(7)連接，所述的紅外輻射驅(qū)動(dòng)電路與紅外輻射光源(8)連接。本產(chǎn)品用于對(duì)汽車(chē)尾氣的檢測(cè)及分析。
文檔編號(hào)G01N21/35GK202886276SQ20122061595
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者周美蘭, 畢勝堯, 李志 , 徐惠峰, 朱文強(qiáng), 何闖龍 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)