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污水排放口水质在线监测CO2传感器

简要描述:

污水排放口水质在线监测CO2传感器
AMT-CO2300具有UART、IIC数字输出、模拟电压输出以及PWM频率输出方式,方便客户选择应用;AMT-CO2300提供给客户零点校准、灵敏度校准和清洁空气校准命令,并且提供客户一个手动校准的MCDL管脚,方便客户在使用室外自由流动清洁空气对传感器模组进行相对零点校准

更新时间:2020-03-06

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污水排放口水质在线监测CO2传感器

污水排放口水质在线监测CO2传感器

  • 概述

AMT-CO2300是一款基于NDIR红外吸收原理的气体检测模组,适合检测水溶液中二氧化碳浓度的场合。

AMT-CO2300采用光学腔体、进口的光源和双通道探测器,实现了空间上双光路参比补偿。AMT-CO2300具有很好的选择性,无氧气依赖性,寿命长。

AMT-CO2300具有UART、IIC数字输出、模拟电压输出以及PWM频率输出方式,方便客户选择应用;AMT-CO2300提供给客户零点校准、灵敏度校准和清洁空气校准命令,并且提供客户一个手动校准的MCDL管脚,方便客户在使用室外自由流动清洁空气对传感器模组进行相对零点校准。

AMT-CO2300采用对流式扩散透气方式和防护罩,既加快气体对流扩散速度,又可以防护透气膜。可拆卸结构,便于清洗传感器外套管。AMT-CO2300独特的防水结构,可拆卸,便于客户维护清洗。

AMT-CO2300用于测量水中溶解CO2气体浓度大小,也可应用于暖通制冷与室内空气质量监测、农业及畜牧业生产过程监控以及农产品储藏状态监控、可安装家庭网络、通风系统、控制器、壁挂使用、机器人、汽车等应用场合,也可应用于其它装置控制空气质量或者缺氧监控

  • 技术参数

工作条件

描述

符号

数值

单位

储存温度

Tstg

-20 to 80

°C

操作温度

TA

1 to +50

°C

操作湿度

HA

0 to 90

% RH

操作压力

PA

0.8 to 1.2

ATM

 

电气特征

描述

符号

最小

典型

最大

单位

供电

Vs

4.5

5

5.5

V

光源电流

Iavg

50

60

70

mA

频率

f

0.2

0.33

1

Hz

预热

twarm

90

120

180

sec

 

性能特征

描述

最小

典型

最大

单位

探测范围

2000

10000

50000

ppm

测量精度

±20ppm±5%真值

±50ppm±5%真值

±300ppm±5%真值

ppm

T90

扩散

-

20

40

重复性

零点

 

50

 

ppm

50% FS

-

5%

测量值

-

 

温度系数

(0~50°C)

零点

-

<±2

-

100ppm /°C

50% FS

-

<±1

-

测量值 /°C

寿命

3

5

10

 

  • 结构尺寸图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • 信号输出

信号输出:模拟电压输出,IIC输出, UART输出,PWM输出,用户可以需要定制引出线定义

接口定义:

红色线 5伏

黑色线 地

绿色线 RX

黄色线TX   

白色线 MCDL 手动校准

注:当模块为冷启动时,预热时间不小于2分钟

污水排放口水质在线监测CO2传感器

  • 模拟电压输出  (可定制)

DAC输出电压范围(0V~3.3V),对应气体浓度(0~100 % FS,输出范围和对应关系都可以根据用户需要程序调整。

 

  • IIC输出 (可定制)

模块工作于IIC的从机模式,可以与外部的MCU相联,内部含上拉电阻。

模块器件从机地址是:0x31

从机地址格式

BIT7

BIT6

BIT5

BIT4

BIT3

BIT2

BIT1

BIT0

0

1

1

0

0

0

1

R/W Bit

R/W Bit: Read = 1/Write = 0

模块的写操作地址是:0x62,读操作地址是:0x63

主机发送时序

1) 发送开始信号

2) 发送地址写(从机地址+ R/W Bit(0) = 0x62)和检查应答

3) 发送读命令ASCII‘R’: 0x52))和检查应答

4) 发送停止信号

5) 发送开始信号

6) 发送地址读(从机地址 + R/W Bit(1) = 0x63)和检查应答

7) 从模块读7个字节并发送应答

  

       CO2浓度

   保留

  保留

  保留

  保留

0x08

浓度高字节

浓度低字节

0x00

0x00

0x00

0x00

8) 发送停止信号

 

  • UART通讯 (标准配置)

波特率:38400bps8位数据,1位停止位,无校验位

数据为ASCII输出,每帧数据字节数不固定,32开头,rn结尾

 

传感器主动上传浓度值,数据ASCII码形式输出,格式如下:

 

32

32

x

x

x

x

x

32

p

p

m

r

n

其中32为空格的ASCII码,输出以换行符结尾

 

例如: 输出12345 ppm格式如下

 

 

1

2

3

4

5

 

p

p

m

0x20,  0x200x31,  0x320x33,  0x34,  0x35, 0x20,  0x70, 0x70, 0x6d,

4.4 PWM输出  (可定制)

管脚14为PWM波形输出,定义如下

CO2 浓度输出范围  0ppm to 50000ppm CO2    

周期              : 1001 ms ±5%  

周期起始段高电平输出   :0.5ms (名义上)  

中部周期 :1000.0ms ±2%

周期结束段低电平输出    :0.5ms (名义上)  

如何通过 PWM获得当前 CO2 浓度值的计算公式:

 Cppm =50000×(TH-0.5ms)/(TH+TL-1ms),  其中:

Cppm为通过计算得到的 CO2 浓度值,单位为 ppm;

TH为一个输出周期中输出为高电平的时间;

TL为一个输出周期中输出为低电平的时间;

PWM 输出图示

  • 校准

5.1 氮气中绝对零点校准

STA

Command

CheckSum

END

0x23

0x57

0x31

0x36

0x36

0x21

STA    0x23 表示命令开始

Command0x57  0x31 命令状态:0x57,表示写;

 命令代码:0x31,表示在纯氮气中进行零点校准。

CheckSum0x36  0x36 校验值:CheckSum为除STAEND                      外的所有数据异或值的ASCII码

END:  0x21 表示命令结束

零点校准命令在通氮气5分钟后发送

5.2  灵敏度SPAN点校准

STA

Command

Gas Cctn

CheckSum

END

0x23

0x57

0x32

GC1

GC2

GC3

GC4

GC5

H

L

0x21

STA:    0x23 表示命令开始

Command:0x57  0x31 命令状态:0x57,表示写;

 命令代码:0x32,表示在进行SPAN点校准。

Gas Cctn表示通入标气的浓度值,单位是ppm,

比如:标气浓度为5335ppm,进行灵敏度校准,此时Gas Cctn中的数据为5335的ASCII码,即0x30,0x35,0x33,0x33,0x35。

命令形式如下:

 

STA

Command

Gas Cctn

CheckSum

END

0x23

0x57

0x32

0x30

0x35

0x33

0x33

0x35

0x35

0x35

0x21

 

   CheckSum:0x35  0x35 校验值:CheckSum为除STA和END之

                       外的所有数据异或值的ASCII码

END:  0x21 表示命令结束

SPAN校准命令在气5分钟后发送

5.3  空气中手动校准

当传感器在清洁的空气中放置,输出浓度值稳定时,输出浓度值与实际浓度值有较大偏差(比如:客户认为当前的实际浓度值为500ppm左右,而测量值是1000ppm)时可以使用手动校准功能,把当前值校准为程序中默认的420ppm。

使用方法:把白色线MCDL)脚接地5s以上,则当前测量值即为420ppm。

注意:校准时不要正对传感器进气孔呼气,否则会出现校准偏差较大

5.4 命令字校准

清洁空气校准命令或者叫单点校准,校准点可以任意一个浓度,单位是ppm。

命令是由16进制数组成, 格式: 235735 3X3X3X3X3X Y Y Y Y 21 

235735是该命令的开头,23表示命令,57表示写入,35表示清洁空气校准;

21是命令结尾。

3X3X3X3X3X 的XXXXX 是表示任意浓度,单位是ppm

比如517ppm, 那么这部分应该写成 3030353137,

89321ppm, 就写成 3839333231表示

YYYY 是除了开头的23和结尾的21,其余所有 57353X3X3X3X3X 异或运算结果的ASCII码,比如350ppm的异或结果是54,对应的ASCII码为3534

那么YYYY部分就写成3534

举例如下

2357353030333030353121 空气300ppm

2357353030333530353421 空气350ppm

2357353030333830353921 空气380ppm

2357353030343030353621 空气400ppm

2357353030343230353421 空气420ppm

2357353030343530363321 空气450ppm

2357353030363030353421 空气600ppm

注意:校准时不要正对传感器进气孔呼气,否则会出现校准偏差较大。

  • 安装说明

 

  • 维护保养应注意的事项

传感器应定期校准,建议不大于3个月,若开启自动校准长期运行侧不需校准

不要在粉尘密度大的环境长期使用传感器。

请在传感器供电范围内使用传感器。

 

参考资料:附在各种饮料中测试CO2结果

AMT-CO2300

啤酒
/ppm

可乐
/ppm

雪碧
/ppm

刚打开

10130

7089

7120

1分钟后

10305

9910

9876

5分钟后

10533

10309

10498

10分钟后

10557

10416

10448

20分钟后

10600

10526

10434

30分钟后

10607

10544

10535

60分钟后

10598

10569

10565

备注:实验环境-空气中CO2浓度为710ppm

 

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