作者 / 世健供稿
摘要：现在市场上的气体勘探器按原理可分为催化焚烧式、电化学、半导体式以及红外四种。其间红外勘探器反响活络，精度高，寿数长，优势明显。为此，世健公司推出根据Microchip渠道，选用Axetris的红外光源和Pyreos的传感器所组成的红外气体检测参阅规划计划，使客户能够快速地评价MCU、光源以及传感器的功能，缩短气体检测项目的规划周期。
气体检测与人类日子休戚相关，例如：石化厂、煤气站、油库等场所对可燃气体的监测;汽车尾气、工业废气、城市雾霾的监控;还有家用煤气、天然气的走漏爆破的监测;以及针对装饰后有毒气体(苯和甲醛)残留浓度的检测等。从工业到民用，针对各种可燃有毒气体的检测无一不会用到气体勘探器。而且跟着智能物联网的蓬勃发展，气体勘探器也被广泛使用在功能强大的物联网上实时监控前天环境，为人类的安全保驾护航。
但是现在市场上的气体勘探器按原理可分为催化焚烧式、电化学、半导体式以及红外四种。催化焚烧式勘探器易中毒，电化学勘探器寿数有限，半导体式勘探器一致性较差。而红外勘探器反响活络、精度高、寿数长，优势明显。世健公司作为技能分销商和解决计划商，时刻重视市场需求，近期正式推出根据Microchip渠道，选用Axetris的红外光源和Pyreos的传感器所组成的红外气体检测参阅规划计划。经过此计划，客户能够快速地评价MCU、光源以及传感器的功能，缩短气体检测项目的规划周期。
该参阅规划计划的原理是：红外光源发射出2~14 μm的红外光，经过必定长度的气室吸收后，由带4.26 μm 波长的窄带滤光片的红外气体传感器进行勘探，传感器内置15 位ADC，经过I2C进行数据收集，经过Microchip的Cortex® M0+ SAM D20进行数据剖析处理，剖分出的采样数据经过通讯接口传输到上位机，然后经过配套软件调查不同勘探器收集的数据及波形。计划框图如图1。
整个计划的硬件衔接方法是micro USB转USB线衔接评价板和PC，选用12 V直流电源适配器。作为一个参阅规划，该计划选用了Microchip公司的系列产品，包含根据Cortex M0+核的ATSAM D20作为主控芯片，轨到轨放大器MCP6H02用于驱动红外光源，低噪声电源芯片MIC5253供给体系电源，及接口芯片MCP2200。
本计划所运用的Pyreos公司ezPyro是较小的具有数字接口、超低功耗的热释电红外传感器。ezPyro系列数字接口型传感器内部集成了传感器、模仿前端、15位Δ-Σ模数转化、数字滤波器、FIFO以及中止唤醒操控等部分，一起5.65 mm×3.7 mm×1.55 mm的封装也大幅减小了规划全体体积。ezPyro热释电红外传感器的呼应时刻在毫秒级，比较竞争对手几秒钟的呼应时刻，可谓是不可同日而语。
此计划中运用的红外光源EMIRS 50是经过紧凑的TO-46封装，它能够供给带维护帽或许带反射面，这些结构能够装备蓝宝石或氟化钙、氟化钡和锗等资料的滤光片。Axetris红外光源是紧凑型气体检测模块的抱负挑选。一切Axetris红外光源都是根据微机械加工，电调制技能的热辐射红外光源。此专利的规划供给了从2~14 μm实在黑体的辐射特性，高辐射率和一个很长的运用寿数，它还具有极端快速的调制和低功耗的特性。Axetris红外光源在这些年现已成功地集成在各种医疗、工业和安全使用上。典型的方针气体是CO、CO2、制冷剂、CH4、Nox、呼吸性酒精气体以及其他更多气体。
当然，要保证计划全体的功能、提高体系丈量精度，只要传感器是不行的。世健在配套芯片的挑选上也下了一番功夫。从计划的BOM(物料清单)中咱们能够看到，世健的工程师特意挑选了Microchip的电源芯片M%&&&&&%5253以及运算放大器MCP6H02等功能优异的外围电子%&&&&&%，使得传感器的特性最大极限地发挥出来。
除了硬件方面，世健的规划工程师也开发出了配套的软件，开发者能够观测到计划中不同传感器通道的测验和剖析数据。采样数据由串口传输到上位机，经过软件显现丈量谱图，如图2，软件的左边能够调查参阅通道和CO2通道所丈量的数据，其间白色曲线(注：曲线1)是参阅信号，赤色曲线(注：曲线2)是CO2检测信号。经过双通道的校准算法能够丈量出气体浓度值等，软件还能够保存收集数据。
运转NDIR.exe软件时，请保证现已装置NDIR驱动或许装置Labview2014运转引擎和Labview visa 驱动(visa540_full.exe)，过程如下：
1.装备串口;
2.翻开软件，挑选对应的串标语，并挑选如下设置: 波特率:115200，数据位:8，校验位:None，中止位:1;
3.最终点击“翻开串口”按钮，切换到“显现数据”。
世健公司的现场使用总监仇嘉洋表明：“经过选用Microchip公司高功能的根据Cortex-M0+的MCU及电源和接口产品，结合MEMS技能的红外光源和传感器，世健公司为客户供给了完好的红外气体检测解决计划，可广泛使用于工业气体排放、煤矿可燃有毒气体走漏监测、环境监测、医疗安全、智能楼宇、机车尾气排放检测等使用场景。”
本文来源于《电子产品世界》2018年第4期第77页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
