[发明专利]气敏传感装置、系统及气体检测方法

说明书

本发明涉及气敏传感装置、系统及气体检测方法，通过将环境中的能量转换为电能并进行蓄积和输出，然后一方面将电能输送至气敏传感器的采集单元以为采集单元供电，另一方面将电能的电压调制为脉冲电压并输送至气敏传感器的加热单元以为加热单元提供电能，该种对气敏传感器的加热和采集采用分别供能的方式减少了对气敏传感器的加热时间，降低了气敏传感器的整体功耗，并且通过由环境中的能量转换为的电能为气敏传感器供电，解决了采用电池供能所无法避免的电池更换问题。

技术领域

本发明涉及气敏传感技术领域，特别是涉及一种气敏传感装置、系统及气体检测方法。

背景技术

气敏传感技术是一种能够监测环境中特定气体浓度的技术，在环境监控和安全监测等生产生活情境中得到广泛应用。通常需要以网络节点的形式在生产生活环境中分布大量的气敏传感器，从而量化环境中有毒有害气体的浓度，起到预警，降低生命财产损失的重要作用。

通常采用传统电池为各网络节点的气敏传感器提供电能。然而对于需要在特定工作温度下才能达到最佳性能的气敏传感器，由于需要持续供电以对气敏传感器进行加热，功耗过高，通常需要频繁更换电池，维护不便，且会造成环境污染。

发明内容

基于此，有必要提供一种低功耗的气敏传感装置、系统及气体检测方法。

一种气敏传感装置，包括：

能量转换模块，用于采集环境中的能量，并将所述能量转换为电能；

能量管理模块，包括：

储能单元，与所述能量转换模块连接，用于蓄积并输出所述电能；

电路调制单元，与所述储能单元连接，用于将所述电能的电压调制为脉冲电压并输出；

气敏传感器，包括：

加热单元，与所述电路调制单元连接，用于将所述电能转换为热能；

采集单元，与所述储能单元连接，用于采集气体浓度数据。

在其中一个实施例中，所述能量管理模块还包括：

控制单元，分别与所述储能单元、所述电路调制单元、所述采集单元连接，用于在所述储能单元蓄积的所述电能达到电能阈值时控制输出所述储能单元蓄积的所述电能至所述电路调制单元和所述采集单元。

在其中一个实施例中，所述气敏传感装置还包括:

电源模块，与所述控制单元连接；

所述控制单元还用于在所述储能单元蓄积的所述电能未达到电能阈值时，控制输出所述电源模块的电能至所述电路调制单元和所述采集单元。

在其中一个实施例中，所述电路调制单元调制所述电能的电压为脉冲电压包括调制以下至少一项：脉冲周期、脉冲占空比和脉冲幅值。

在其中一个实施例中，

所述采集单元包括：

测试电极，所述测试电极表面覆有气敏材料；

负载电阻，串联在所述测试电极和所述储能单元之间，与所述测试电极共同接收所述储能单元输出的所述电能；

检测电路，与所述负载电阻并联，用于检测并输出所述负载电阻的电压，所述电压对应气体浓度数据；

所述加热单元，环绕于所述测试电极，并与所述电路调制单元连接，所述加热单元用于将所述电路调制单元输出的电能转换为热能。

在其中一个实施例中，所述气敏传感器为半导体型气敏传感器。

在其中一个实施例中，所述能量采集模块包括以下至少一种：