使用電化學傳感器的單電源、微功耗有毒氣體檢測器

電路功能與優點

圖1所示電路是使用電化學傳感器的單電源、低功耗、電池供電、便攜式氣體檢測器。本示例中使用AlphasenseCO-AX一氧化碳傳感器。

關于測試或測量多種有毒氣體濃度的儀器，電化學傳感器能夠供應多項優點。大多數傳感器都是針對特定氣體而設計，可用辨別率小于氣體濃度的百萬分之一(ppm)，所需工作電流極小，非常適合便攜式電池供電的儀器。

圖1所示電路使用雙通道微功耗放大器ADA4505-2，該器件在室溫下的最大輸入偏置電流為2pA，每個放大器的功耗僅為10A。此外，ADR291精密、低噪聲、微功耗基準電壓源的功耗僅為12A，可建立2.5V共模偽地基準電壓。

圖1.低功耗氣體檢測器電路

ADp2503高效率、降壓/升壓調節器支持兩節AAA電池的單電源供電，在節能模式下的功耗僅為38A。

圖1所示電路（不包括AD7798ADC）的總功耗在正常條件下（未檢測到氣體）約為110A，在最差條件下（檢測到2000ppmCO）約為460A。AD7798工作時的功耗約為180A（G=1，緩沖模式），節能模式下僅為1A。

由于電路功耗極低，兩節AAA電池便可供應適宜的電源。當連接到ADC和微控制器或者內置ADC的微控制器時，電池壽命可從6個月以上到一年以上不等。

電路描述

圖2顯示電化學傳感器測量電路的原理示意圖。電化學傳感器的工作原理是準許氣體通過薄膜擴散到傳感器內，并與工作電極(WE)相互用途。傳感器參考電極(RE)供應反饋，以便通過改變反電極(CE)上的電壓保持WE引腳的恒定電位。WE引腳上的電流方向取決于發生的反應是氧化還是還原。在一氧化碳情況下發生的是氧化；因此，電流會流入工作電極，這要求反電極相關于工作電極處于負電壓（通常為300mV至400mV）。驅動CE引腳的運算放大器相關于VREF應具有±1V的輸出電壓范圍，以便為不同類型的傳感器（Alphasense使用筆記AAN-105-03，設計恒電位電路，Alphasense公司）供應充分裕量。

圖2.簡化電化學傳感器電路

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除