2023年3月21日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布,，其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)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(yī)用呼吸機(jī)和制氧機(jī)是治療呼吸衰竭和功能障礙的一種有效的醫(yī)療手段,。在過(guò)去三年,，受新冠疫情影響,，醫(yī)用呼吸機(jī)和制氧機(jī)的需求與日劇增,。如今,，雖然全球大部分國(guó)家已經(jīng)實(shí)施放開(kāi)政策,，但呼吸機(jī)和制氧機(jī)的需求依舊緊俏，并且作為醫(yī)用呼吸機(jī)和制氧機(jī)中關(guān)鍵器件的氧氣濃度和流量傳感器市場(chǎng)缺口也長(zhǎng)期存在,。在這種趨勢(shì)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(cè)量氧氣濃度及流量，并達(dá)到超高的精準(zhǔn)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(yīng)用圖

　　超聲波技術(shù)（超聲波時(shí)差法）是利用一對(duì)超聲波換能器相向交替（或同時(shí)）收發(fā)超聲波,，通過(guò)觀測(cè)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(cè)量流體的流速，再通過(guò)流速來(lái)計(jì)算流量的一種間接測(cè)量方法,。采用超聲波原理的流量測(cè)量?jī)H取決于流量和幾何形狀,。

　　為了精準(zhǔn)計(jì)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(nèi)核M0的48MHz 32位RISC內(nèi)核,，并高速嵌入式SRAM存儲(chǔ)器以及廣泛的增強(qiáng)型外設(shè)和I/O。STM32F030K6T6提供標(biāo)準(zhǔn)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(jí)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(duì)低功耗需求,，STM32F030K6T6提供了全面的省電模式，可用于設(shè)計(jì)低功耗應(yīng)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(wěn)壓器,，其內(nèi)置固定的參考電壓源,、誤差修正電路及相位補(bǔ)償電路以及短路保護(hù)電路，能夠?yàn)橄到y(tǒng)帶來(lái)安全供電的同時(shí),，降低系統(tǒng)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(zhǔn)確測(cè)量二元?dú)怏w中的氧氣濃度和流量,，具備體積小巧,、響應(yīng)快速、測(cè)量準(zhǔn)確,、長(zhǎng)期使用無(wú)漂移及壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),。

　　核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

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

•  ME6203實(shí)現(xiàn)低成本LDO,；

•  同時(shí)測(cè)量氧氣濃度及流量，全量程溫度補(bǔ)償滿足CMC,、CE,、EMC，ROHS認(rèn)證,，具有體積小巧,、應(yīng)用更靈活。

　　方案規(guī)格：

• 檢測(cè)原理：超聲波測(cè)量原理,；

• 檢測(cè)范圍：

  ▲O₂濃度：0~100%（PSA制氧機(jī)O₂濃度： 20.5%~95.6%）,；

  ▲O₂流量：0~10L/min；

• 檢測(cè)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(yīng)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(jié)）；

• 儲(chǔ)存條件：-20℃~60℃,，0~95%RH（非凝結(jié)）,；

• 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(hào)輸出：UART_TTL（3.3V）；

• 產(chǎn)品尺寸：W80×H22×D25（mm）,。

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