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電化學(xué)傳感器模塊是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究中的最重要部分之一，實現(xiàn)對大氣中NO2、SO2、CO、O3 4種氣體濃度的監(jiān)測。核心傳感器采用進(jìn)口的三電極電化學(xué)傳感器。電化學(xué)傳感器模塊由5V進(jìn)行供電。
如圖所示，U3運放組成恒電位電路，連接到電化學(xué)傳感器的CE和RE電極上。有了此恒定電位，電化學(xué)傳感器可以處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。當(dāng)有可監(jiān)測氣體時，氣體和電化學(xué)傳感器產(chǎn)生氧化或還原反應(yīng)，產(chǎn)生微弱電流，在WE電極上輸出。輸出電流的大小和氣體的濃度呈線性關(guān)系。監(jiān)測出WE輸出電流的大小即可以運算得出氣體的濃度值。運放U2組成跨阻放大和濾波電路，可以將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并進(jìn)行放大和濾波，提高信號信噪比。放大倍數(shù)由R9進(jìn)行調(diào)節(jié)，適用于不同的傳感器和量程。Q1用于對傳感器進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)斷電時，Q1會將RE和WE短路，電化學(xué)傳感器將處于關(guān)斷保護(hù)狀態(tài)，不會影響使用壽命。另外，當(dāng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)重新通電后，系統(tǒng)可以快速進(jìn)入工作狀態(tài)，避免漫長的預(yù)熱狀態(tài)時間。R3、R5和R6用于調(diào)節(jié)電化學(xué)傳感器的偏置電壓。
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