一种气体浓度测量装置制造方法及图纸

一种气体浓度测量装置，包括具有温度电阻特性的加热丝、温度检测电路、加热电源、测温电流源以及控制单元，加热丝通过导线分别连接温度检测电路和加热电源，控制单元连接温度检测电路、加热电源和测温电流源，其中加热电源用于对加热丝通电加热，测温电流源用于在加热电源的通电间歇期间对加热丝提供测温电流，温度检测电路在测温电流源工作时从加热丝上采集表征加热丝温度的电信号并反馈给控制单元，控制单元根据电信号调节加热电源的输出来控制加热丝的温度，以实现对气体浓度测量装置的温度控制。本实用新型专利技术气体浓度测量装置能够精准控制芯片的加热，使芯片温度保持恒定，消除尾气温度变化对浓度测量的影响，显著提高测量精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种气体浓度测量装置


[0001]本技术涉及气体浓度测量技术，尤其是一种气体浓度测量装置。

技术介绍

[0002]燃油发动机出于环保和节能的需要，需测量尾气中的氧气、NOx等的浓度，目前可行的测量敏感器件为以氧化锆陶瓷为基体的芯片，陶瓷芯片作为高温气体传感器的核心元件具有广泛的应用。
[0003]氧化锆陶瓷芯片在500～900度高温条件下，允许氧离子穿过但对电子和其它离子有良好的阻断特性，依此特性制作出能斯特电池，实现对氧气或NOx浓度的测量；要保证测量的精度，需使的芯片保持恒定的温度，现有的氧传感器一般采用尾气被动加热或通过能斯特电池内阻判断的方法来测量芯片的温度。CN102798654A公开了一种氮氧传感器加热控制方法，在氮氧传感器芯片上安装热电偶监测氮氧传感器芯片的温度。这些方法温度控制离散度大，受尾气温度变化的影响大，导致气体浓度测量精度低，不能满足更高排放控制要求。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于克服上述
技术介绍
的缺陷，提供一种气体浓度测量装置，提高气体浓度的测量精度。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种气体浓度测量装置，包括具有温度电阻特性的加热丝、温度检测电路、加热电源、测温电流源以及控制单元，所述加热丝通过导线分别连接所述温度检测电路和所述加热电源，所述控制单元连接所述温度检测电路、所述加热电源和所述测温电流源，其中所述加热电源用于对所述加热丝通电加热，所述测温电流源用于在所述加热电源的通电间歇期间对所述加热丝提供测温电流，所述温度检测电路在所述测温电流源工作时从所述加热丝上采集表征加热丝温度的电信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述电信号调节所述加热电源的输出来控制所述加热丝的温度，以实现对所述气体浓度测量装置的温度控制。
[0008]进一步地：
[0009]所述加热丝为Pt材料。
[0010]所述温度检测电路包括第一运放电路和第二运放电路，所述加热丝的第一端通过第一导线连接到所述第一运放电路的同相输入端，所述加热丝的第二端通过第二导线和第三导线分连接到所述第二运放电路的反相输入端和同相输入端，所述第二运放电路的输出端连接所述第一运放电路的反相输入端和所述第一运放电路的输出端，所述第一运放电路
的输出端连接所述控制单元。
[0011]所述加热电源连接所述第一导线。
[0012]所述第一导线、所述第二导线和所述第三导线为Pt材料。
[0013]所述第一运放电路包括第一运放及第一至第四电阻，所述第一导线通过第一电阻连接到所述第一运放的同相输入端，所述第一运放的同相输入端通过第二电阻接地，所述第一运放的反相输入端通过第三电阻连接所述第二运放电路的输出端，所述第一运放的反相输入端还通过第四电阻连接所述第一运放的输出端。
[0014]所述第一运放及所述第一至第四电阻组成差分电路，其中所述第一电阻和所述第三电阻阻值相等，所述第二电阻和所述第四电阻阻值相等。
[0015]所述第二运放电路包括第二运放及第五至第八电阻，所述第二导线通过第五电阻连接到所述第二运放的反相输入端，所述第三导线通过第六电阻连接到所述第二运放的同相输入端，所述第二运放的同相输入端通过第七电阻接地，所述第二运放的反相输入端通过第八电阻连接所述第二运放的输出端。
[0016]所述第二运放及所述第五至第八电阻组成差分电路，其中所述第五电阻和所述第六电阻阻值相等，所述第七电阻和所述第八电阻阻值相等且等于所述第五电阻和所述第六电阻阻值的2倍。
[0017]所述气体浓度测量装置采用陶瓷芯片。
[0018]本技术具有如下有益效果：
[0019]本技术气体浓度测量装置能够精准控制芯片的加热，尤其是使芯片温度保持恒定，消除气体(如发动机尾气)温度变化对浓度测量的影响，显著提高气体浓度测量精度。
[0020]本技术除了设置加热电源之外，还设置有用于测温的测温电流源，如果用加热电源的加热电流来测温，一是不仅电流大，而且需要测量电流的电路，测量电流的电路局部发热也大，容易引起电路温漂，二是加热电流的加热脉冲对测量电路的电耦合干扰影响，对测量电路的布板、绝缘要求高，板面积小时不好布板。本技术设置单独的测温电流源，在所述加热电源的通电间歇期间对所述加热丝提供测温电流，所述温度检测电路在所述测温电流源工作时从所述加热丝上采集表征加热丝温度的电信号，这样就能省去测量电流的电路，因为测温电流源的测温电流是已知且固定不变的，所以减少了测量采样所带来的误差；而且测温电流源的工作时间即测温时间发生在所述加热电源的通电间歇期间，例如在加热电源的上一个加热脉冲之后下一个加热脉冲之前，此时是电耦合干扰最小的时候，温度也最接近稳定的值。因此，本技术能够实现精准的测温，并借此实现精准的芯片控温，从而提高芯片对气体浓度测量的精度。
附图说明
[0021]图1为本技术一种实施例的气体浓度测量装置结构示意图。
[0022]图2为利用PWM方式调节温度的示意图。
具体实施方式
[0023]以下对本技术的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0024]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
[0025]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]参阅图1，本技术实施例提供一种气体浓度测量装置，包括具有温度电阻特性的加热丝Rt、温度检测电路、加热电源VT、测温电流源Is以及控制单元(例如MCU)，所述加热丝Rt通过导线P1、P2、P3分别连接所述温度检测电路、所述加热电源VT和所述测温电流源Is，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体浓度测量装置，其特征在于，包括具有温度电阻特性的加热丝、温度检测电路、加热电源、测温电流源以及控制单元，所述加热丝通过导线分别连接所述温度检测电路和所述加热电源，所述控制单元连接所述温度检测电路、所述加热电源和所述测温电流源，其中所述加热电源用于对所述加热丝通电加热，所述测温电流源用于在所述加热电源的通电间歇期间对所述加热丝提供测温电流，所述温度检测电路在所述测温电流源工作时从所述加热丝上采集表征加热丝温度的电信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述电信号调节所述加热电源的输出来控制所述加热丝的温度，以实现对所述气体浓度测量装置的温度控制。2.如权利要求1所述的气体浓度测量装置，其特征在于，所述加热丝为Pt材料。3.如权利要求1所述的气体浓度测量装置，其特征在于，所述温度检测电路包括第一运放电路和第二运放电路，所述加热丝的第一端通过第一导线连接到所述第一运放电路的同相输入端，所述加热丝的第二端通过第二导线和第三导线分连接到所述第二运放电路的反相输入端和同相输入端，所述第二运放电路的输出端连接所述第一运放电路的反相输入端和所述第一运放电路的输出端，所述第一运放电路的输出端连接所述控制单元。4.如权利要求3所述的气体浓度测量装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纯钢，
申请(专利权)人：深圳市森世泰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：