大聯(lián)大友尚集團推出基于ST產(chǎn)品的超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案

2023年3月21日，致力于亞太地區市場(chǎng)的領(lǐng)先半導體元器件分銷(xiāo)商---大聯(lián)大控股近日宣布，其旗下友尚推出基于意法半導體（ST）STM32F030K6T6芯片的超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案的實(shí)體圖

醫用呼吸機和制氧機是治療呼吸衰竭和功能障礙的一種有效的醫療手段。在過(guò)去三年，受新冠疫情影響，醫用呼吸機和制氧機的需求與日劇增。如今，雖然全球大部分國家已經(jīng)實(shí)施放開(kāi)政策，但呼吸機和制氧機的需求依舊緊俏，并且作為醫用呼吸機和制氧機中關(guān)鍵器件的氧氣濃度和流量傳感器市場(chǎng)缺口也長(cháng)期存在。在這種趨勢下，大聯(lián)大友尚基于ST STM32F030K6T6芯片推出了超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案可同時(shí)測量氧氣濃度及流量，并達到超高的精準度。

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案的場(chǎng)景應用圖

超聲波技術(shù)（超聲波時(shí)差法）是利用一對超聲波換能器相向交替（或同時(shí)）收發(fā)超聲波，通過(guò)觀(guān)測超聲波在介質(zhì)（氣體或液體）中順流和逆流的傳播時(shí)間差來(lái)間接測量流體的流速，再通過(guò)流速來(lái)計算流量的一種間接測量方法。采用超聲波原理的流量測量?jì)H取決于流量和幾何形狀。

為了精準計算氧氣濃度和流量，本方案主控采用了ST旗下STM32F030K6T6 MCU，其采用高性能的內核M0的48MHz 32位RISC內核，并高速嵌入式SRAM存儲器以及廣泛的增強型外設和I/O。STM32F030K6T6提供標準通信接口、一個(gè)12位ADC、七個(gè)通用16位定時(shí)器和一個(gè)高級控制PWM定時(shí)器。STM32F030K6T6微控制器工作電壓范圍為2.4至3.6V和工作溫度為-40℃至+85℃。針對低功耗需求，STM32F030K6T6提供了全面的省電模式，可用于設計低功耗應用。

除此之外，在電源管理方面，本方案還采用了深圳芯天上的ME6203 LDO穩壓器，其內置固定的參考電壓源、誤差修正電路及相位補償電路以及短路保護電路，能夠為系統帶來(lái)安全供電的同時(shí)，降低系統成本。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的超聲波氧氣濃度傳感器模塊方案的方塊圖

借助超聲波技術(shù)原理和STM32F030K6T6，此方案能夠準確測量二元氣體中的氧氣濃度和流量，具備體積小巧、響應快速、測量準確、長(cháng)期使用無(wú)漂移及壽命長(cháng)等特點(diǎn)。

核心技術(shù)優(yōu)勢：

● 使用STM32F030K6T6的主控芯片，價(jià)格與性能相互補，ST提供的SDK驅動(dòng)可快速開(kāi)發(fā)；

● ME6203實(shí)現低成本LDO；

● 同時(shí)測量氧氣濃度及流量，全量程溫度補償滿(mǎn)足CMC、CE、EMC，ROHS認證，具有體積小巧、應用更靈活。

方案規格：

●   檢測原理：超聲波測量原理；

●   檢測范圍：

■   O2濃度：0~100%(PSA制氧機O2濃度: 20.5%~95.6%)；

■   O2流量：0~10L/min；

● 檢測精度：

■   O2濃度：±1.5%FS@(5~45)℃；

■   O2流量：±0.2L/min@(5~45)℃；

● 分辨率：

■   O2濃度：0.1%；

■   O2流量：0.1L/min；

● 響應時(shí)間：濃度：≤1.5s、流量：≤0.3s；

● 工作條件：-5℃~50℃，0~95%RH以下(非凝結)；

● 儲存條件：-20℃~60℃，0~95%RH(非凝結)；

● 工作電壓：DC 4.75V~12.6V，紋波＜50mA；

● 工作電流：平均工作電流<35mA；

● 信號輸出：UART_TTL(3.3V)；

● 產(chǎn)品尺寸：W80×H22×D25(mm)。