本實用新型屬于氣體檢測領(lǐng)域，涉及一種氣體信號處理電路，尤其是涉及一種用于可燃氣體探測器的負反饋信號處理電路。

背景技術(shù)：

能源的生產(chǎn)、加工、儲存、運輸及使用已經(jīng)滲透到工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，煤炭及金屬的開采，井下可燃氣體的監(jiān)測及通風(fēng)控制必不可少；液化石油氣、油制氣的開采、加工、存儲、運輸每一個環(huán)節(jié)都必須時刻監(jiān)測可燃氣體的濃度并在濃度超過設(shè)定值時進行報警；酒精生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)也離不開可燃氣體的監(jiān)測。

可燃氣體可靠監(jiān)測技術(shù)已成為工業(yè)安全生產(chǎn)的重要一環(huán)。對于可燃氣體的監(jiān)測，國內(nèi)外很多專家學(xué)者提出了不同的處理方法，包括提高精度、降低功耗、使用高精度處理芯片等方案，但成本較高，很難在工業(yè)安全生產(chǎn)可燃氣體監(jiān)測領(lǐng)域大范圍推廣及應(yīng)用。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種用于可燃氣體探測器的負反饋信號處理電路，具有電路簡單、抗干擾性強、元器件少、成本低、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種用于可燃氣體探測器的負反饋信號處理電路，包括可燃氣體采集電路、氣體信號放大電路、參考電壓調(diào)零處理電路和負反饋差分放大電路；

所述可燃氣體采集電路用于檢測并輸出可燃氣體濃度電信號Vi給所述氣體信號放大電路，所述可燃氣體濃度電信號Vi經(jīng)所述氣體信號放大電路放大處理后生成可燃氣體濃度電信號Vo1，并傳送給所述負反饋差分放大電路；

所述參考電壓調(diào)零電路包括參考電壓生成電路和參考電壓放大電路，所述參考電壓生成電路生成參考電壓信號Vri，經(jīng)所述參考電壓放大電路放大處理后輸出零點參考電壓信號Vro至所述負反饋差分放大電路；

所述可燃氣體濃度電信號Vo1和所述零點參考電壓信號Vro經(jīng)所述負反饋差分放大電路，輸出本負反饋信號處理電路的處理結(jié)果可燃氣體濃度電信號Vo。

基于上述，所述可燃氣體濃度電信號Vo1和所述零點參考電壓信號Vro為共模信號。

基于上述，所述參考電壓調(diào)零處理電路包括參考電壓生成電路和參考電壓放大電路，所述參考電壓生成電路包括可調(diào)電位器R1、電阻R2和電阻R3，所述電源依次經(jīng)過所述電阻R2、所述可調(diào)電位器R1和所述電阻R3后連接電源地，所述可調(diào)電位器R1的中間抽頭與所述電阻R3連接并輸出參考電壓信號Vri。

基于上述，所述參考電壓放大電路包括集成芯片N1C和電阻R4，所述集成芯片N1C的正輸入端連接所述參考電壓信號Vri，所述集成芯片N1C的負輸入端通過所述電阻R4連接所述集成芯片N1C的輸出端，所述集成芯片N1C的輸出端輸出零點參考電壓信號Vro。

基于上述，所述可燃氣體采集電路包括可燃氣體探測器QMJ，所述可燃氣體探測器QMJ的電源端連接電源Vc，所述可燃氣體探測器QMJ的輸出端3和輸出端3連接后輸出可燃氣體濃度電信號Vi，所述可燃氣體探測器的地端連接電源地GND。

基于上述，所述氣體信號放大電路包括電阻R7、電阻R5、可調(diào)電位器R6和集成芯片N1B，所述可燃氣體濃度電信號Vi連接所述集成芯片N1B的正輸入端，所述集成芯片N1B的負輸入端通過所述電阻R7連接所述可調(diào)電位器R6的一端，所述可調(diào)電位器R6的中間抽頭和所述可調(diào)電位器R6的另一端連接后接至所述集成芯片N1C的負輸入端；所述集成芯片N1B的負輸入端還通過所述電阻R5連接所述集成芯片N1B的輸出端，所述集成芯片N1B的輸出端輸出可燃氣體濃度電信號Vo1。

基于上述，所述負反饋差分放大電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、集成芯片N1D和電容C9；所述可燃氣體濃度電信號Vo1通過所述電阻R9和所述電阻R10連接電源地GND，所述電阻R9和所述電阻R10的中間連接部分還與所述集成芯片N1D的正輸入端連接；所述零點參考電壓信號Vro通過所述電阻R8連接所述集成芯片N1D的負輸入端，所述集成芯片N1D的負輸入端還通過所述電阻R11連接所述集成芯片N1D的輸出端，所述集成芯片N1D的輸出端輸出可燃氣體濃度電信號Vo。

基于上述，所述集成芯片N1B、N1C、N1D為LM324芯片，所述電容C9為鋁電解電容。

本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，本實用新型利用較少的分立元器件，實現(xiàn)對可燃氣體探測器信號的參考電壓的設(shè)置及放大，信號驅(qū)動能力的增強及負反饋差分放大，有效的提高可燃氣體濃度測量的精確度，且該電路簡單，設(shè)備穩(wěn)定性及可靠性都很高，降低了使用成本，便于市場推廣及應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

圖2為本實用新型的可燃氣體采集電路圖。

圖3為本實用新型的參考電壓調(diào)零處理電路。

圖4為本實用新型的氣體信號放大電路。

圖5為本實用新型的負反饋差分放大電路。

圖6為本實用新型的一種具體實施電路圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

如圖1所示，一種用于可燃氣體探測器的負反饋信號處理電路，包括可燃氣體采集電路、氣體信號放大電路、參考電壓調(diào)零處理電路和負反饋差分放大電路；

所述可燃氣體采集電路用于檢測并輸出可燃氣體濃度電信號Vi給所述氣體信號放大電路，所述可燃氣體濃度電信號Vi經(jīng)所述氣體信號放大電路放大處理后生成可燃氣體濃度電信號Vo1，并傳送給所述負反饋差分放大電路；

所述參考電壓調(diào)零電路包括參考電壓生成電路和參考電壓放大電路，所述參考電壓生成電路生成參考電壓信號Vri，經(jīng)所述參考電壓放大電路放大處理后輸出零點參考電壓信號Vro至所述負反饋差分放大電路；

所述可燃氣體濃度電信號Vo1和所述零點參考電壓信號Vro經(jīng)所述負反饋差分放大電路，輸出本負反饋信號處理電路的處理結(jié)果可燃氣體濃度電信號Vo。

具體的，所述可燃氣體濃度電信號Vo1和所述零點參考電壓信號Vro為驅(qū)動能力強的共模信號，兩者的相位和大小均相同。

優(yōu)選的，如圖2所示，所述可燃氣體采集電路包括可燃氣體探測器QMJ，所述可燃氣體探測器QMJ的電源端連接電源Vc，所述可燃氣體探測器QMJ的輸出端3和輸出端3連接后輸出可燃氣體濃度電信號Vi，所述可燃氣體探測器的地端連接電源地GND。

優(yōu)選的，如圖3所示，所述參考電壓生成電路包括可調(diào)電位器R1、電阻R2和電阻R3，所述電源依次經(jīng)過所述電阻R2、所述可調(diào)電位器R1和所述電阻R3后連接電源地，所述可調(diào)電位器R1的中間抽頭與所述電阻R3連接并輸出參考電壓信號Vri。所述參考電壓放大電路包括集成芯片N1C和電阻R4，所述集成芯片N1C的正輸入端連接所述參考電壓信號Vri，所述集成芯片N1C的負輸入端通過所述電阻R4連接所述集成芯片N1C的輸出端，所述集成芯片N1C的輸出端輸出零點參考電壓信號Vro。

優(yōu)選的，如圖4所示，所述氣體信號放大電路包括電阻R7、電阻R5、可調(diào)電位器R6和集成芯片N1B，所述可燃氣體濃度電信號Vi連接所述集成芯片N1B的正輸入端，所述集成芯片N1B的負輸入端通過所述電阻R7連接所述可調(diào)電位器R6的一端，所述可調(diào)電位器R6的中間抽頭和所述可調(diào)電位器R6的另一端連接后接至所述集成芯片N1C的負輸入端；所述集成芯片N1B的負輸入端還通過所述電阻R5連接所述集成芯片N1B的輸出端，所述集成芯片N1B的輸出端輸出可燃氣體濃度電信號Vo1。

優(yōu)選的，如圖5所示，所述負反饋差分放大電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、集成芯片N1D和電容C9；優(yōu)選的，所述電阻R10、所述R11、所述R12的阻值相等，所述電阻R8和所述R9的阻值相等。所述可燃氣體濃度電信號Vo1通過所述電阻R9和所述電阻R10連接電源地GND，所述電阻R9和所述電阻R10的中間連接部分還與所述集成芯片N1D的正輸入端連接；所述零點參考電壓信號Vro通過所述電阻R8連接所述集成芯片N1D的負輸入端，所述集成芯片N1D的負輸入端還通過所述電阻R11連接所述集成芯片N1D的輸出端，所述集成芯片N1D的輸出端輸出可燃氣體濃度電信號Vo。

根據(jù)上面的描述，并根據(jù)電路基礎(chǔ)知識可以計算Vo與Vi、Vri的關(guān)系，其關(guān)系為：

公式①中ΔR₆為所述氣體信號放大電路中的所述可調(diào)電位器R6中間抽頭與所述電阻R7一端之間的可調(diào)電阻值。

公式②中ΔR₁為所述參考電壓調(diào)零處理電路中所述可調(diào)電位器R1中間抽頭與所述電阻R3之間的可調(diào)電阻值。

如圖6所示為本實用新型的一種具體應(yīng)用電路，圖中給出了每個器件的值，但所有器件并不局限于此值。

具體的，所述集成芯片N1B、所述集成芯片N1C、所述集成芯片N1D為LM324芯片，所述電容C9為鋁電解電容；所述可調(diào)電位器R1的阻值為500ohm，所述電阻R2的阻值為10K，所述電阻R3的阻值為3K，所述電阻R4的阻值為1.5K，所述電阻R7和所述電阻R5的阻值均為1.5K，所述可調(diào)電位器R6的阻值為2K，所述電阻R8和所述電阻R9的阻值為20K，所述電阻R10、所述電阻R11和所述電阻R12的阻值為100K；所述電容C9為鋁電解電容，其容值為4.7uF。

當位于純凈空氣中所述可燃氣體探測器所顯示的可燃氣體濃度值不為0時，則調(diào)整所述可調(diào)電位器R1的阻值，從而改變零點參考電壓值Vro，促使所述可燃氣體探測器所顯示的可燃氣體濃度值為0。

當位于標準氣樣氛圍中的所述可燃氣體探測器所顯示的可燃氣體濃度值和標準氣樣濃度值不一致時，則調(diào)整所述可調(diào)電位器R6，從而使所述可燃氣體探測器所顯示的可燃氣體濃度值和標準氣樣濃度值一致。該方法為可燃氣體探測器隨著溫濕度和時間變化性能衰減時提供了一種靈活簡便的校準方法。

同時，所述可燃氣體濃度電信號Vo通過所述電阻R12和所述電容C9組成的濾波電路后輸出ADi信號至后級集成有AD轉(zhuǎn)換器的單片機進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并顯示出對應(yīng)的可燃氣體濃度值。

根據(jù)圖6中所示的元器件的值及上述描述，可以獲得所述可燃氣體濃度電信號Vo與所述可燃氣體濃度電信號Vi、所述參考電壓信號Vri的固定關(guān)系式為：

最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。