如何采用气体传感器实现相关电路的设计？

气体传感器应用电路，它分为检测，报警，监视等几种类型。1.电源电路通常，气体传感器的工作电压不高(3V〜10V)，并且其工作电压(尤其是加热电压)必须稳定。否则，加热器的温度变化会太大，并且气体传感器的工作点会漂移，从而影响检测精度。2.辅助电路由于气体传感器元件本身的特性(温度系数，湿度系数，初始稳定性等)，在设计和制造应用电路时应予以考虑。如果使用温度补偿电路来减少由气体传感器的温度系数引起的误差;设置延迟电路，以防止在上电初期由气体传感器的电阻大变化引起的误报;使用加热器故障通知电路来防止加热器故障原因报告不足。

红外吸收型二氧化碳气体传感器方案

红外吸收型CO2气体传感器是基于气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异的原理制成的。不同气体分子化学结构不同，对不同波长的红外辐射的吸收程度就不同，因此，不同波长的红外辐射依次照射到样品物质时，某些波长的辐射能被样品物质选择吸收而变弱，产生红外吸收光谱，故当知道某种物质的红外吸收光谱时，便能从中获得该物质在红外区的吸收峰。同一种物质不同浓度时，在同一吸收峰位置有不同的吸收强度，吸收强度与浓度成正比关系。因此通过检测气体对光的波长和强度的影响，便可以确定气体的浓度。

红外二氧化碳传感器探头是由红外光源、测量气室、可调干涉滤光镜、光探测器、光调制电路、放大系统等组成。红外光源采用镍铬丝，其通电加热后可发出3～10μm的红外线，其中包含了4.26μm处CO2气体的强吸收峰。在气室中，二氧化碳吸收光源发出特定波长的光，经探测器检测则可显示出二氧化碳对红外线的吸收情况。干涉滤光镜是可调的，调节他可改变其通过的光波波段，从而改变探测器探测到信号的强弱。红外探测器为薄膜电容，吸收了红外能量后，气体温度升高，导致室内压力增大，电容两极间的距离就要改变，电容值随之改变。CO2气体的浓度愈大，电容值改变也就愈大。

检测电路由红外二氧化碳传感器、数字滤波电路、放大电路、稳流电路、单片机系统、温度补偿等组成。设计的基本原理是红外二氧化碳传感器将检测到的二氧化碳气体浓度转换成相应的电信号，输出的电信号分别经过滤波、放大处理，输入到单片机系统，并经温度和气压补偿等处理后，由单片机系统输出送显示装置显示其测量值。

简易空气质量监测传感器方案

使用低成本MQ气体传感器在制造商社区中很受欢迎。它们广泛用于测量空气质量，自行测试呼气测醉器或检测气体泄漏。它们是室内使用的模拟气体传感器。其中大部分工作电压为5 V。

MQ气体传感器种类繁多，具体取决于它们的灵敏度。流行的型号是MQ-135(用于空气质量)，MQ2(用于甲烷，丁烷，LPG，烟雾)，MQ-3用于(酒精，乙醇，烟雾)，MQ-7(用于一氧化碳)和MQ-9(用于一氧化碳和易燃气体)。

所有MQ气体传感器都遵循相同的原则。内置加热器可提供所需的工作环境。在清洁空气中存在具有较低导电性的敏感层。随着气体浓度的升高，传感器的电导率会升高。根据电导率，传感器输出0到5 V范围内的模拟数据。气体灵敏度需要校准，并取决于温度和湿度的影响。

尽管MQ气体传感器便宜且方便，但仍有一些注意事项。它们需要大量的预热时间。首次打开传感器时，它必须在洁净空气的房间内工作至少24小时(建议MQ-135使用48小时)进行校准。之后，在每次启动时，加热器需要几分钟才能提供所需的工作环境，然后传感器才能正确测量。MQ传感器检测它们所反应的空气中的气体，但它们无法提供有关特定气体的精确信息，以百万分率(ppm)为单位。随着时间的推移，MQ传感器的灵敏度下降，因此建议定期更换传感器。因此，ANAVI气体探测器没有任何内置的MQ气体传感器，用户只需轻松更换传感器即可。

ANAVI气体探测器使用模数转换器(ADC)从传感器读取数据。我们的开源软件专为MQ-135开发。根据传感器的模拟输出值，ANAVI气体探测器可确定室内空气质量是好，中等还是差。此信息显示在迷你OLED显示屏(如果已连接)以及电路板上的绿色，黄色和红色指示LED上。由于它是开源软件，开发人员可以轻松地修改和调整其他MQ气体传感器，例如MQ-2或MQ-3。ANAVI气体探测器上的UART引脚确保可以在电路板上闪烁自定义固件。