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原文传递一种光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置

专利名称：	一种光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置
摘要：	本申请实施例公开了一种光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，涉及分析实验设备控制技术领域，包括：DSP模块，与所述DSP模块分别电连接的ADC模块、比例阀控制模块、激光器控制模块和光电倍增管控制模块，所述DSP模块用于控制其他模块工作，每个模块的供电端分别与电源模块电连接，所述电源模块为所有模块提供工作电源。DSP模块控制ADC模块完成压力和温度采样，控制比例阀控制模块完成比例阀的开闭，控制激光器的开关并读取工作状态，控制光电倍增管参考电压调节。将压力和温度进行精确控制，实现了光腔衰荡光谱呼吸气体检测过程精确的自动化流程控制，具有精度高，稳定性好，方便快捷的特点。
专利类型：	发明专利
申请人：	山东第一医科大学第三附属医院(山东省医学科学院附属医院);济南国科医工科技发展有限公司
发明人：	张钟文;姜琛昱;赵海亮
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-11T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202310844450.8
公开号：	CN117092027A
代理机构：	济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人：	孙强
分类号：	G01N21/01;G01N21/25;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/01;G01N21/25
申请人地址：	250031 山东省济南市无影山路38号;
主权项：	1.一种光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，包括：DSP模块，与所述DSP模块分别电连接的ADC模块、比例阀控制模块、激光器控制模块和光电倍增管控制模块，所述DSP模块用于控制其他模块工作，每个模块的供电端分别与电源模块电连接，所述电源模块为所有模块提供工作电源。 2.根据权利要求1所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，所述ADC模块包括AD7714YRU采样芯片，所述采样芯片的AIN1管脚和AIN2管脚分别与第一电容的两端电连接，所述第一电容的第一端还分别与第一电阻的第一端和第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与压力接口电连接，所述第一电容的第二端、所述第二电阻的第二和采样芯片的模拟地管脚接模拟地；采样芯片的AIN3管脚和AIN4管脚与温度接口电连接，REF+管脚与第一参考电源电连接，AIN5管脚、AIN6管脚和REF-管脚均接模拟地； AVDD管脚分别与第二电容、第三电容和第三电阻的第一端电连接，所述第二电容和第三电容的第二端接模拟地，所述第三电阻的第二端接芯片电源；采样芯片的SPI接口包括DIN、DOUT、SCLK和CS四个管脚，分别为数据输入管脚、数据输出管脚、时钟信号管脚和片选信号管脚，分别与DSP模块的对应管脚电连接；采样芯片的MCLIN管脚和MCLOU管脚分别与晶振的两端电连接，所述晶振的两端还分别与第四电容的第一端和第五电容的第一端电连接，所述第四电容的第二端和第五电容的第二端接模拟地。 3.根据权利要求2所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，所述模拟地与数字地之间设置有第四电阻，所述第四电阻的两端分别与模拟地和数字地电连接；所述模拟地与所述第一参考电源之间设置有第六电容，所述第六电容分别与所述模拟地和所述第一参考电源电连接。 4.根据权利要求3所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，比例阀控制模块包括阀控电路和状态指示灯电路；所述阀控电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极与第五电阻的第一端电连接，所述第一三极管的集电极与方波信号调节端电连接，所述方波信号调节端与比例阀控制模块电源之间设置有第一二极管，所述第一三极管的发射极分别与第六电阻的第一端和模拟地电连接，所述第五电阻的第二端和所述第六电阻的第二端均与DSP模块的方波信号输出端电连接；所述状态指示灯电路包括与所述方波信号输出端电连接第二二极管，所述第二二极管的负极分别与第七电阻的第一端和第七电容的第一端电连接，所述第七电阻的第二端分别与第八电阻的第一端和第二三极管的基极电连接，所述第八电阻的第二端、第七电容的第二端和第二三极管的发射极均与模拟地电连接；所述第三二极管的集电极与发光二极管的负极电连接，所述发光二极管的正极与第九电阻的第一端电连接，所述第九电阻的第二端与比例阀控制模块电源电连接。 5.根据权利要求2或3所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，所述激光器控制模块包括激光器控制端口、激光器信号准备端口和激光器信号发射端口，所述激光器控制模块的接地端与所述数字地管脚电连接。 6.根据权利要求5所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，所述光电倍增管控制模块包括AD5663ARM控制芯片，光电倍增管接口分别与所述控制芯片的参考电压输出管脚和所述模拟地电连接，所述控制芯片的SPI接口与所述DSP模块电连接；所述控制芯片还包括参考电压输出管脚和电源管脚，所述参考电压输出管脚输入第二参考电压，所述第二参考电压与与模拟地之间设置有第八电容，所述电源管脚输入控制芯片工作电源，所述控制芯片工作电源与所述模拟地之间设置有第九电容。 7.根据权利要求1所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，DSP模块包括DSP芯片，DSP模块通过UART0管脚与上位机连接，通过UART1管脚与LCD显示屏连接，用于信息显示。 8.根据权利要求7所述的光腔衰荡光谱呼吸气体检测系统控制装置，其特征在于，所述电源模块包括系统电源转换单元、激光器电源电源转换单元和光电倍增管电源电源转换单元，所述系统电源电源转换单元还包括ADC参考电源电源转换子单元、上电复位电源电源转换子单元和铂热电阻恒流电源转换子单元；所述电源模块用于将外部输入电源转换为各个模块的工作电源，所述上电复位电源DSP模块的DSP_RST管脚电连接，用于实现DSP模块上电复位。