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双通道集成气体检测信号链

发布时间:2020/11/10 12:41:26 访问次数:1367

数据通常以奈奎斯特图和波特图形式显示。奈奎斯特图显示复阻抗数据,每个频率点均由x轴上的实数部分和y轴上的虚数部分来绘制。这种数据表示的主要缺点是会丢失频率信息。波特图显示阻抗幅度和相位角与频率的关系。

传感器灵敏度的下降与EIS测试结果的变化之间具有很强的相关性。图3中的示例显示了加速寿命测试的结果,其中电化学气体传感器被置于低湿度(10%RH)和较高温度(40°C)的环境中。在整个实验过程中,定时将传感器从环境室中取出并放置一个小时,然后进行已知目标气体浓度下的基线灵敏度测试和EIS测试。测试结果清楚表明了传感器灵敏度和阻抗之间的相关性。这种测量的缺点是颇费时间,因为在很低的亚赫兹频率下获得测量结果非常耗时。

计时安培法(脉冲测试)是另一种有助于分析传感器健康状况的技术。测量方法如下:在传感器偏置电压上叠加一个电压脉冲,同时观测流经电化学电池的电流。脉冲幅度一般非常低(例如1 mV)且很短(例如200 ms),因此不会干扰传感器本身。

这样便能相当频繁地执行测试,同时气体检测仪器保持正常运行。在执行更耗时的EIS测量之前,可以使用计时安培法来检查传感器是否已物理插入设备中,还能指示传感器性能的变化。传感器对电压脉冲响应的示例所示。

先前的传感器探查技术已在电化学领域使用了数十年。然而,这些测量所需的设备通常很昂贵且笨重。从实践和资金两方面看,使用这种设备根本无法测试现场部署的大量气体传感器。为了实现远程内置传感器健康状况分析,必须将诊断特性直接集成为信号链的一部分。

安全性和可靠性至关重要,特别是在工业环境中。在严苛的工业环境(例如化工厂)中运行时,有严格的规章来确保气体检测系统满足这些要求并保持可靠、完整的功能。

电磁兼容性(EMC)是指不同电子设备在共同的电磁环境中正常运行而互不干扰的能力。EMC涉及的测试有电磁辐射发射或辐射抗扰度等。辐射发射测试研究系统的有害辐射以帮助减少辐射,而辐射抗扰度测试会检查系统在受到其他系统干扰的情况下保持其功能的能力。

为解决上述挑战,并让客户设计出更智能、更精确、更具竞争力的气体检测系统,ADI公司推出了ADuCM355 --一种针对气体检测和水分析应用的单芯片电化学测量系统。

ADuCM355集成了两个电化学测量通道,一个用于传感器诊断的阻抗测量引擎,以及一个用于运行用户应用程序和传感器诊断补偿算法的超低功耗混合信号ARM  Cortex-M3微控制器。图5显示了ADuCM355的简化功能框图。

对市场趋势和客户需求的了解,帮助ADI公司设计出

ADuCM355提供了克服电化学气体检测技术挑战的手段。两个测量通道不仅支持最常见的3电极气体传感器,还支持4电极传感器配置。第四个电极既可用于诊断目的,也可以在双重气体传感器中用作第二目标气体的工作电极。任一恒电位仪也可以配置为休眠模式以降低功耗,同时保持传感器偏置电压,从而减少传感器在正常运行之前可能需要的稳定时间。模拟硬件加速器模块支持传感器诊断测量,例如电化学阻抗谱和计时安培分析法。集成的微控制器可用于运行补偿算法、存储校准参数以及运行用户应用程序。ADuCM355在设计时还考虑了EMC要求,并经过预先测试,符合EN 50270标准。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)


数据通常以奈奎斯特图和波特图形式显示。奈奎斯特图显示复阻抗数据,每个频率点均由x轴上的实数部分和y轴上的虚数部分来绘制。这种数据表示的主要缺点是会丢失频率信息。波特图显示阻抗幅度和相位角与频率的关系。

传感器灵敏度的下降与EIS测试结果的变化之间具有很强的相关性。图3中的示例显示了加速寿命测试的结果,其中电化学气体传感器被置于低湿度(10%RH)和较高温度(40°C)的环境中。在整个实验过程中,定时将传感器从环境室中取出并放置一个小时,然后进行已知目标气体浓度下的基线灵敏度测试和EIS测试。测试结果清楚表明了传感器灵敏度和阻抗之间的相关性。这种测量的缺点是颇费时间,因为在很低的亚赫兹频率下获得测量结果非常耗时。

计时安培法(脉冲测试)是另一种有助于分析传感器健康状况的技术。测量方法如下:在传感器偏置电压上叠加一个电压脉冲,同时观测流经电化学电池的电流。脉冲幅度一般非常低(例如1 mV)且很短(例如200 ms),因此不会干扰传感器本身。

这样便能相当频繁地执行测试,同时气体检测仪器保持正常运行。在执行更耗时的EIS测量之前,可以使用计时安培法来检查传感器是否已物理插入设备中,还能指示传感器性能的变化。传感器对电压脉冲响应的示例所示。

先前的传感器探查技术已在电化学领域使用了数十年。然而,这些测量所需的设备通常很昂贵且笨重。从实践和资金两方面看,使用这种设备根本无法测试现场部署的大量气体传感器。为了实现远程内置传感器健康状况分析,必须将诊断特性直接集成为信号链的一部分。

安全性和可靠性至关重要,特别是在工业环境中。在严苛的工业环境(例如化工厂)中运行时,有严格的规章来确保气体检测系统满足这些要求并保持可靠、完整的功能。

电磁兼容性(EMC)是指不同电子设备在共同的电磁环境中正常运行而互不干扰的能力。EMC涉及的测试有电磁辐射发射或辐射抗扰度等。辐射发射测试研究系统的有害辐射以帮助减少辐射,而辐射抗扰度测试会检查系统在受到其他系统干扰的情况下保持其功能的能力。

为解决上述挑战,并让客户设计出更智能、更精确、更具竞争力的气体检测系统,ADI公司推出了ADuCM355 --一种针对气体检测和水分析应用的单芯片电化学测量系统。

ADuCM355集成了两个电化学测量通道,一个用于传感器诊断的阻抗测量引擎,以及一个用于运行用户应用程序和传感器诊断补偿算法的超低功耗混合信号ARM  Cortex-M3微控制器。图5显示了ADuCM355的简化功能框图。

对市场趋势和客户需求的了解,帮助ADI公司设计出

ADuCM355提供了克服电化学气体检测技术挑战的手段。两个测量通道不仅支持最常见的3电极气体传感器,还支持4电极传感器配置。第四个电极既可用于诊断目的,也可以在双重气体传感器中用作第二目标气体的工作电极。任一恒电位仪也可以配置为休眠模式以降低功耗,同时保持传感器偏置电压,从而减少传感器在正常运行之前可能需要的稳定时间。模拟硬件加速器模块支持传感器诊断测量,例如电化学阻抗谱和计时安培分析法。集成的微控制器可用于运行补偿算法、存储校准参数以及运行用户应用程序。ADuCM355在设计时还考虑了EMC要求,并经过预先测试,符合EN 50270标准。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)


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