【正文】 系統(tǒng)還設計了各種接口 ,實現(xiàn)鍵盤、顯示、報警和上傳下載等功能。將紅外技術(shù)應用到檢測礦井 CO,在國內(nèi)還是首次進行這方面的研究。 CO 紅外檢測儀采用了雙光源雙探測器的補償光路 ,其模型如圖 1 所示。探測器 1 和探測器 2 的輸出電壓分別為 V 1=I1 R1 (1) V 2=I1 R2τ aτ 0 (2) 當 LED2 發(fā)出脈沖光時 ,探測器 2 接受到的是來自 LED2 的直接輻射 ,探測器 1接受到的光是經(jīng)過氣室被吸收后的紅外輻射。輸出信號經(jīng)過外圍電路的轉(zhuǎn)換、放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后 ,送單片機進行 處理。 (6)式可簡化成 : c=A/μ l (7) 式中 :A為吸收度 ,A=ln(I/I0)。采用電壓 頻率 (V/F)轉(zhuǎn)換 ,送入計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析。其鍵盤掃描用掃描線 SL0～ SL3 經(jīng) 74LS138譯碼器譯碼后得出的 8根鍵掃描線 ,與 RL0～ RL3 一起組成一個 32 鍵的陣列。也可將測得的數(shù)據(jù)下載到存貯器中 ,由操作人員帶回地面分析處理、存檔等。在軟件設計中 ,按線性插值法確定修正. . 系數(shù) ,然后將壓力乘上修正系數(shù)后作為最終的結(jié)果。 3 結(jié)語 目前 CO檢測儀的發(fā)展方向是微小型化、集成化、智能化和多功能化 ,并且對長期工作穩(wěn)定性、易維修性方面要求越來越高。具有實時信號的上傳或下載功能 ,可較好地實現(xiàn)礦井的安全監(jiān)控和調(diào)度。單片機根據(jù)輸入的信號進行計算 ,確定所測 CO濃度并顯示 ,判斷 CO濃度是否在安全范圍內(nèi) ,并執(zhí)行相應的正常或異常處理。同時 ,在軟件設計時 ,需要開辟大量的存貯單元存貯這些標準濃度數(shù)據(jù)。為了與地面測控室通信 ,設計了與上位機通信的接口和線路。 8279芯片具有鍵盤掃描與輸出動態(tài)顯示功能。當 CO濃 度較高 ,電壓跟隨放大電路輸出的信號較大時 ,存在 Beer定律偏差 ,因此設計了對高濃度信號進行補償?shù)碾娐?。c為待測氣體濃度 。為了解決發(fā)光光源能量 E的不穩(wěn)定性、探測器接受靈敏度的穩(wěn)定性不停變化等因素 ,同時也為了補償其它雜質(zhì)氣體、粉塵等的干擾誤 差 ,采用具有補償功能的紅外雙光源雙探測器 ,其結(jié)構(gòu)如圖 2所示 工作時 ,發(fā)光二極管 LED LED2發(fā)出紅外光 ,經(jīng)過各自的參比氣室、待測氣室后能量被吸收 ,到達對應的探測器 探測器 2。發(fā)光二極管 LED光強為 I I2,探測器靈敏度為 RR2,被測氣體的投射比為τ a 以及氣室的投射比為τ 0。常 用的模型有 Elsasser 周期模式、 Goody 統(tǒng)計模式和隨機 El2sasser 模式。實時、準確地測出這些場合 CO 的濃度 ,對保障工業(yè)安全生產(chǎn)、提高人們生活質(zhì)量具有十分重要的意義。采用雙光源雙探測器光路對其它氣體、粉塵等雜質(zhì)實現(xiàn)補償 。 . . 本章小結(jié) 本章主要介紹了家庭中應用的一氧化碳報警器，并對設計報警器的 MOTOROLA MGS1100 一氧化碳傳感器，進行傳感器的原理及 設計進行簡單介紹和分析，另外還對調(diào)試和結(jié)果做了闡述 。 傳感器 MGS1100 的靈敏度輸出曲線可分為 :60ppm 以下、60ppm100ppm、 100200ppm、 200400ppm、 400ppm 以上 5 段 , 經(jīng)分析 , 每一段可作為直線處理近似。由于環(huán)境濕度的對 CO 傳感器影響相對較 小 , 故忽略 , 不進行濕度校正。該電路同樣適用于其他公司生產(chǎn)的 CO傳感器 , 僅僅工作周期、驅(qū)動電流大小不同 , 需要加以調(diào)整即可。經(jīng)過一定的算法處理修正后 , 最后通過判斷作出相應的數(shù)據(jù)顯示和報警輸出。其中在大約 400 C的高溫時 , 對傳感器的敏感部位進行清潔 (維持 300ms),在小于 100 C 的低溫時檢測 CO。 器件的結(jié)構(gòu)原理 MOTOROLA 一氧化碳 (CO) 傳感器 MGS1100 是一種新型的專門用于家庭的 CO氣體檢測器。對于多成分氣體的識別和量化技術(shù)，目前較成功 的方法是將各個濃度的氣體設定為一種模式，根據(jù)氣體傳感器陣列的響應特征對各種模式進行識別，要識別的模式數(shù)目依賴于量化的精確程度。由于該二階信號比較微弱，他們又提出了使用 2 倍頻的電壓信號對正弦加熱電壓調(diào)制后的信號進行疊加增強二階諧振信號，提高信號的幅度 [38]，及將考慮的諧頻信號增加到 3 階諧振，提高氣體識別的準確率。 , , 等分別考察了厚膜氣體傳感器在正弦溫度調(diào)制模式下的響應特征，頻率都為 50mHz,溫. . 度調(diào)制范圍一般低溫 2020 C 至高溫 4000 C 左右。這些都是兩個溫度點之 間的階躍 ,但是 Sears[35]等認為全量程周期性 (cyclictemperature)加熱電壓在傳感器的溫度調(diào)制方面更具有優(yōu)越性和發(fā)展前景。 溫度調(diào)制模式 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最早關(guān)于溫度調(diào)制方面的文獻資料源于美國專利， 1975年 [28]申請了用于 CO檢測的氣體傳感器溫度調(diào)制技術(shù)方面的專利，即控制傳感器低溫檢測、高溫清洗的檢測方法，該技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)被 Figaro公司的 CO傳感器采用 。倘若將“類”作為一個變量尋求輸入和這個變量之間的關(guān)系，那么分類實際上又是回歸的一種。 聚類分析在電子鼻數(shù)據(jù)處理中應用也較為廣泛，它是一種無監(jiān)督學習過程，用于尋找數(shù)據(jù)樣本之間的空間關(guān)系或相似性，主要包括三個基本步驟 :(a) 定義樣本之間的不相似性法則，通常采用歐式距離； (b)定義一種優(yōu)化聚類的法則，. . 通?；陬悆?nèi)和類間結(jié)構(gòu) (如擴展類間距離，壓縮類內(nèi)距離等 )； (c)定義一種搜索算法，用于將某一測試樣本賦給某一類。 C= (cij)mp ，S= (sij)mp ，輸入輸出關(guān)系為 C=SA+ε。倘若被估計的一組變量為類標識，那么模式分類也可以看作是一個回歸問題，因此大部分的回歸技術(shù)都可以用于模式分類。多層感知器 (MLP)是一種常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡，通過將感知器的輸出單元進行編碼，賦予類的標號，采用后向傳播算法 (BackPropagation)使用已有的數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡進行訓練，生成分類器。先驗概率可以通過樣本出現(xiàn)的頻率計算得到。優(yōu)化后的特征參數(shù)集代表了被測氣體的所有信息，但是各個參數(shù)之間的相關(guān)性大，依然存在冗余信息。同時，信息冗余容易導致信號參數(shù)的協(xié)方差矩陣奇異，因此特征選擇和特征提取成為氣體傳感器陣列信號處理的兩個必要步驟。以電導物理量為例，定義其在空氣中的基線值為Gair，在被測氣體中的值為 Ggas ,那么對應的三種處理方法見表 21。該系統(tǒng)稱為電子鼻系統(tǒng)。 CO電化學氣體傳感器敏感電極如常用的金屬材料電化學電極有 Pt、 Au、 W、 Ag、 Ir、 Cu等過渡金屬元素，這類元素具有空余的 d、 f電子軌道和多余的 d、 f 電子，可在氧化還原的過程中提供電子空位或電子，也可以形成絡合物， 具有較強的催化能力 [8]。 紅外吸收型傳感器，當紅外光通過待測氣體時， 這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收， 其吸收關(guān)系服從朗伯 比爾 (LambertBeer)吸收定律，通過光強的變化測出氣體的濃度。 電阻式半導體氣敏元件是根據(jù)半導體接觸到氣體時其阻值的改變來檢測氣體的濃度；非電阻式半導體氣敏元 件則是根據(jù)氣體的吸附和反應使其某些特性發(fā)生變化對氣體進行直接或間接的檢測。通過分析表明煤電鉆打的孔內(nèi)實測CO 濃度高達 %，而且一氧化碳檢測管變色環(huán)呈血紅色，比火區(qū)測定的還要高。由于一氧化碳生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加。 同時，在 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，尤其在煤炭生產(chǎn)基地，如果一氧化碳濃度過高，很容易引起火災和爆炸，引起嚴重的事故和后果，造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。有時根據(jù)碳氧血紅蛋白（ COHb）來評價室內(nèi)一氧化碳低暴露. . 水平對人體的影響， 311 歲兒童 COHb 平均飽和度為 %； 1274歲不吸煙人群為 %。 關(guān)鍵詞 一氧化碳報警器；溫度調(diào)制模式；傳感器 . . Co sannuncitor Abstract With the developing of industry and exhaust gas expelling of cars, the atmosphere is polluting. At the same time, the inplete inflammation of gas will produce much CO in family, and CO is a kind of gas which is stabilization in chemic character, will bring poisoning to person when the house is stuffiness. So it is need to monitor the CO in house. This paper analyzes the principle of CO sannunciator, focus on the analysis of the model classification and recognition of CO sensor, the operational principle of CO sensor is based on statistics and temperature moderate model. The signal process method of CO sensor include FFT (Fast Fourier Transform) and DWT (Discreet Wave Transform). At the end, introduce the main problem of CO monitor. . . At the end, based on the operational principle of CO sensor, according to the requirement of CO monitor in house, decide the parameters of CO sannunciator. According to the development of CO sensor, select MGS1100 of MOTOLORA to design the CO sannunciator. At the same time, introduce the structure and operational principle of MGS1100, and design the alarm circuit and control soft. At the end, finish the debugging of CO sannunciator, the result show the CO sannunciator can be used in realism. Keywords CO sannunciator。. . 河海大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計 一氧化碳報警器設計 作者姓名：程廣昌 學科專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導老師：劉久付 導師職稱 ： 教授 完成 時間： 2020 年 12 月 29 日 . . 摘要 隨著工業(yè)的發(fā)展和汽車尾氣的大量排放，空氣遭到了嚴重的污染，同時在家庭生活中，煤氣的不完全燃燒也將產(chǎn)生大量的一氧化碳氣體，而一氧化碳氣體的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，在室內(nèi)通風條件不大好的情況 下，可能引起人體中毒，產(chǎn)生致命后果。根據(jù) MGS1100芯片的結(jié)構(gòu)及工作模式，設計了報警器電路，并對報警器的控制軟件進行了初步的設計，最后完成了對一氧化碳報警器的調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明