一種半導體氣體傳感器的應用算法
【專利摘要】本發明公開了一種半導體氣體傳感器的應用算法，包括：步驟1，系統初始化，設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，當第一AD值大于上限值時報警，返回步驟2；步驟3，當第一AD值小于上限值時，將第一AD值存儲為基礎值；步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當第二AD值大于上限值時報警，返回步驟4；步驟5，當第二AD值大于基礎值，返回步驟4；步驟6，當第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基礎值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎值，同時解除報警；并返回步驟4。本發明還公開一種半導體氣體傳感器檢測電路。本發明真正做到了電路根據不同傳感器或者不同使用環境的自適應。
【專利說明】
一種半導體氣體傳感器的應用算法
技術領域
[0001]本發明涉及一種氣體傳感器的應用，具體涉及到一種半導體氣體傳感器的應用算法。
【背景技術】
[0002]MQ系列半導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體，最常用的是Sn02，其具有驅動電路簡單，長壽命，低成本等特點，在較寬的濃度范圍內對一氧化碳、甲烷等可燃氣體有良好的敏感度。
[0003]但是實際使用中，受限于生產工藝和使用環境，造成批量生產中，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，不能準確的進行測量輸出。
【發明內容】
[0004]本發明針對上述現有技術存在的不足，提出一種半導體氣體傳感器的應用算法，根據半導體氣體傳感器的特性，自動采樣并設定報警的基礎值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據不同傳感器或者不同使用環境的自適應。
[0005]為解決上述問題，本發明采用的技術方案是:一種半導體氣體傳感器的應用算法，具體包括以下步驟:
[0006]步驟I，系統初始化，設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，當第一AD值大于上限值時報警，返回步驟2;
[0008]步驟3，當第一AD值小于上限值時，將第一 AD值存儲為基礎值；
[0009]步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當第二AD值大于上限值時報警，返回步驟4;
[0010]步驟5，當第二AD值大于基礎值，返回步驟4 ；
[0011 ]步驟6，當第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基礎值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎值，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上電后2分鐘。
[0013]進一步地，所述傳感器為MQ系列的半導體氣體傳感器。
[0014]—種半導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系列的半導體氣體傳感器。
[0018]本發明的有益效果:本發明傳感器采用MQ系列的半導體氣體傳感器，根據半導體氣體傳感器的特性，自動采樣并設定報警的基礎值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據不同傳感器或者不同使用環境的自適應，通過傳感器AD值是否低于基礎值，是為了傳感器隨著長時間的使用、老化，傳感器的基礎電壓值會降低，一直保持MCU記錄的基礎值是傳感器的最低基礎值，保證整體電路對氣體的敏感度。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明提出一種半導體氣體傳感器的應用算法流程圖；
[0020]圖2為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的控制電路圖；
[0021]圖3為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的傳感器電路圖；
[0022]圖4為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的指示燈電路圖；
[0023]圖5為本發明提出一種半導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]以下結合附圖對本發明進行進一步的說明。
[0025]實施例一
[0026]參見圖1，為本發明提出一種半導體氣體傳感器的應用算法流程圖。
[0027]如圖1所示，一種半導體氣體傳感器的應用算法，包括以下步驟:
[0028]步驟I，系統初始化，設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，當第一AD值大于上限值時報警，返回步驟2;
[0030]步驟3，當第一AD值小于上限值時，將第一 AD值存儲為基礎值；
[0031]步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當第二AD值大于上限值時報警，返回步驟4;
[0032]步驟5，當第二 AD值大于基礎值，返回步驟4;
[0033]步驟6，當第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基礎值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎值，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上電后2分鐘。因為半導體氣體傳感器特性，需要預熱2分鐘才能進入正常工作狀態，因此，在預熱2分鐘后開始檢測。
[0035]本發明實施例中，傳感器采用MQ系列的半導體氣體傳感器。根據半導體氣體傳感器的特性，自動采樣并設定報警的基礎值，利用差值來計算報警電壓值，真正做到了電路根據不同傳感器或者不同使用環境的自適應。
[0036]在步驟6中的判斷條件，傳感器AD值是否低于基礎值，是為了傳感器隨著長時間的使用、老化，傳感器的基礎電壓值會降低，一直保持MCU記錄的基礎值是傳感器的最低基礎值，保證整體電路對氣體的敏感度。
[0037]實施例二
[0038]本發明在系統初始化時設定的差值關系到產品設定的CO報警值濃度，具體采用數值根據實際產品需要可以調整。設置傳感器上限值是一個上限安全值，在這個數值以上，產品會一直報警，具體產品會做相應調整。以下通過舉例數值僅為說明工作流程，不作為實際產品中選擇數值。
[0039]采用MQ-9半導體氣體傳感器，負載電阻為1K，傳感器的加熱電壓為5V，設定傳感器檢測上限值為4.5V，使用的差值是2V。
[0040]在正常使用環境時，由于環境中沒有CO等可燃氣體，沒有報警狀態，具體過程如下:
[0041]1.系統上電，控制器開始工作，初始化各參數，傳感器加熱2分鐘，2分鐘內不檢測傳感器AD值；
[0042]2.預熱時間到，讀取當前傳感器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，把當前讀取到的0.5V數值保存為基礎值；
[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(基礎值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，比較讀取值高過基礎值，取消報警狀態，循環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，環境中出現CO等可燃氣體，進入報警狀態，其過程具體如下:
[0046]1.系統上電，單片機開始工作，初始化各參數，傳感器加熱2分鐘(因為半導體氣體傳感器特性，需要預熱2分鐘才能進入正常工作狀態)，2分鐘內不檢測傳感器AD值。
[0047]2.預熱時間到，讀取當前傳感器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，把當前讀取到的0.5V數值保存為基礎值；
[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(基礎值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，開始聲、光報警狀態，循環到第三步開始再次讀取傳感器AD值。直到環境中CO濃度降低到檢測值為IV，解除聲、光報警狀態，并重新進入第三步開始循環讀取傳感器AD值。
[0049]實施例四
[0050]使用時環境中CO等可燃氣體超標，具體檢測過程如下:
[0051]1.系統上電，單片機開始工作，初始化各參數，傳感器加熱2分鐘，2分鐘內不檢測傳感器AD值；
[0052]2.預熱時間到，讀取當前傳感器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，并循環到第二部開始，再次循環讀取傳感器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(基礎值IV+差值2V = 3V)，進入下一步，比較讀取值高過基礎值，取消報警狀態，循環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為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的控制電路圖；圖3為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的傳感器電路圖；圖4為本發明提出一種半導體氣體傳感器檢測電路所述的指示燈電路圖；圖5為本發明提出一種半導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，本發明根據實施例一致實施例四提出一種半導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]優選的，控制器采用LGT8單片機。
[0059]傳感器為MQ系列的半導體氣體傳感器。
[0060]傳感器電路通過5V電壓供電，系統上電后，指示燈電路點亮，表示正常工作，當傳感器檢測到可燃氣體超標時，通過控制器驅動三極管Ql使聲光報警器報警。
[0061]上面結合附圖對本發明優選實施方式作了詳細說明，但是本發明不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。不脫離本發明的構思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本發明不限于特定的實施方式，本發明的范圍由所附權利要求限定。
【主權項】
1.一種半導體氣體傳感器的應用算法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，系統初始化，設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，當第一AD值大于上限值時報警，返回步驟2; 步驟3，當第一AD值小于上限值時，將第一AD值存儲為基礎值； 步驟4，獲取傳感器的第二AD值，并與上限值比較，當第二AD值大于上限值時報警，返回步驟4; 步驟5，當第二AD值大于基礎值，返回步驟4; 步驟6，當第二AD值小于上限值并且第二AD值大于基礎值與差值之和時，將第二AD值存儲為基礎值，同時解除報警;并返回步驟4。2.根據權利要求1所述的一種半導體氣體傳感器的應用算法，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上電后2分鐘。3.根據權利要求1所述的一種半導體氣體傳感器的應用算法，其特征在于，所述傳感器為MQ系列的半導體氣體傳感器。4.采用權利要求1-3中任一項所述的一種半導體氣體傳感器的應用算法的一種半導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.根據權利要求4所述的一種半導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.根據權利要求4所述的一種半導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.根據權利要求4所述的一種半導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
【發明人】于紅勇
【申請人】深圳市谷粒科技有限公司