[发明专利]基于单片机的气体传感器阵列输出检测系统及检测方法

说明书

本公开揭示了一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测系统，包括：模拟电路部分和数字电路部分；其中，所述模拟电路部分包括电源模块、标准电阻分压模块、信号滤波模块、单端转差分模块和模数转换模块；所述数字电路部分包括单片机、通信模块和显示模块。本公开还揭示了一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测方法，能够在线检测传感器阵列输出提高检测分辨率，并实时显示检测结果。

技术领域

本公开属于气体传感器输出信号检测领域，具体涉及一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测系统及检测方法。

背景技术

电力工业中，GIS由于其占地面积小、可靠性高而广泛应用。由于其封闭式结构，GIS的早期故障难以发现。目前普遍采用性能优异的气体传感器检测GIS设备中SF₆气体分解产物如H₂S、SO₂等对设备进行故障诊断和状态评估。精确测量气体传感器的输出量对于正确判断SF₆气体分解产物组分至关重要。气体传感器输出的电信号十分微弱，商用电信号测量系统成本高，体积较大，需要连接上位机实现气体组分的判定，不适用于在线监测系统。普通的电阻测量装置则有精度低、噪声干扰大的缺点，传感器的输出会淹没在噪声中，测量误差较大，严重影响气体组分的判定。因此，在气体传感器监测GIS中SF₆分解产物的应用中，有必要研制一种高精度的气体传感器阵列输出检测系统。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测系统及方法，能够在线检测传感器阵列的输出，并实时显示检测结果，具有检测效率高、误差小的优点。

本公开通过以下技术方案实现上述目的：

一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测系统，包括：模拟电路部分和数字电路部分；其中，

所述模拟电路部分包括：

电源模块，用于为所述检测系统供电；

标准电阻分压模块，用于将传感器阵列输出信号转换为易于测量的单端模拟电压信号；

信号滤波模块，用于滤除所述单端模拟电压信号中的高频干扰信号；

单端转差分模块，用于将所述单端模拟电压信号转换为差分模拟电压信号；

模数转换模块，用于将所述差分模拟电压信号转换为数字信号；

所述数字电路部分包括：

单片机，用于根据所读取的所述模数转换模块中的数字信号在线检测传感器阵列的输出并输出检测结果；

通信模块，用于传输所述单片机的检测结果；

显示模块，用于实时显示所述单片机的检测结果；

优选的，所述电源模块包括开关电源、稳压芯片及若干电容。

优选的，所述标准电阻分压模块包括基准电压源、气体传感器输出端接口和精密电阻。

优选的，所述信号滤波模块包括运算放大器、若干电容和若干电阻。

优选的，所述单端转差分模块包括共模电压源、若干运算放大器和若干电阻。

优选的，所述模数转换模块包括参考电压源和N通道模数转换器。

本公开还提供一种基于单片机的气体传感器阵列输出检测方法，包括如下步骤：

S100：获取传感器阵列的输出信号并转换为易于测量的单端模拟电压信号；

S200：滤除所述单端模拟电压信号中的高频干扰信号；

S300：将滤除高频干扰信号后的单端模拟电压信号转换为差分模拟电压信号；