關(guān)于家用氣體如何檢測(cè)的研究和設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-05-25 16:37本頁(yè)面
【正文】 處理器，俗稱單片機(jī)。 （三）、單片機(jī) 在單片機(jī)的市場(chǎng)上， 51 系列單片機(jī)和 PIC 系列單片機(jī)占主要的市場(chǎng)，但是考慮其經(jīng)濟(jì)，使用的因素。因此， ADC0809 可處理 8 路模擬量輸入，且有三 14 態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。主體部分是采用逐次逼近式的 A/D 轉(zhuǎn)換電路，由 CLK 控制的內(nèi)部電路的工作 ,START 為啟動(dòng)命令，高電平有效，啟動(dòng) ADC0809 內(nèi)部的 A/D 轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號(hào) EOC 有效， OE 為輸出允許信號(hào)，高電平有效，打開(kāi)輸出三態(tài)緩沖器 ,把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送 DB。 ADC0809 具有 8 個(gè)通道的模擬輸入線 (IN0～ IN7)，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，獲得 8 位二進(jìn)制數(shù)字量 (D7～ D0)。 一邊在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中生產(chǎn)中運(yùn)用對(duì)應(yīng)的傳感器。 13 圖 8 靈敏度特性曲線 本 節(jié) 介紹半導(dǎo)體氣體傳感器工作原理。 RS 表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值 RO 表示傳感器在 1000ppm 甲烷中的電阻值。如圖 所示。在滿足傳感器電性能要求的前提下， VC 和 VH 可以共用同一個(gè)電源電路。 VC 則是用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻（ RL） 上的電壓（ VRL） 。 12 圖 6 半導(dǎo)體氣體傳感器外 形結(jié)構(gòu) 傳感器的基本測(cè)試電路是需要施加 2 個(gè)電壓：加熱器電壓（ VH）和測(cè)試電壓（ VC）。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，特別是天然氣，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器 [20]。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 圖 5 靈敏度特性曲線 MQ4 半導(dǎo)體氣體傳感器 MQ4 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫（ Sn02）。 RS 表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值 RO 表示傳感器在 1000ppm 氫氣中的電阻值?；緶y(cè)試回路如 圖所示。在滿足傳感器電性能要求的前提下， VC 和 VH 可以共用同一個(gè)電源電路。 VC 則是用于測(cè)定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的電壓 VRL。 圖 3 一氧化碳傳感器外形結(jié)構(gòu) 傳感器的基本測(cè)試電路需要施加 2 個(gè)電壓：加熱器電壓 VH 和測(cè)試電壓 VC。 MQ7 氣體傳感器對(duì)一氧化碳的靈敏度高，這種傳感器可檢測(cè)多種含一氧化碳的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器 [19]。采用高低溫循環(huán)檢測(cè)方式低溫檢測(cè)一氧化碳，傳感器的電導(dǎo)率隨 空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度增加而增大，高溫清洗低溫時(shí)吸附的雜散氣體。如圖。靈敏度特性圖反映了元件電阻和氣體濃度之間的關(guān)系。 的高電壓，使傳感器盡快穩(wěn)定并進(jìn)入工作狀態(tài)。為了使元件發(fā)揮其好的功能和特定的性能，加熱電壓、回路電壓和負(fù)載電阻須限制在下頁(yè)圖表所示的標(biāo)準(zhǔn)工 作條件內(nèi)。 元件的測(cè)試電路。 下列是各個(gè)氣體檢測(cè)所需的傳感器 MQ138 甲醛傳感器 MQ138是一種二氧化錫半導(dǎo)體型甲醛氣體傳感器，對(duì)甲醛具有高的靈敏度和快速的響應(yīng)性，適于便攜式甲醛探測(cè)器和汽車(chē)燃火系統(tǒng)等。傳感器作為煤氣泄露測(cè)試裝置報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 簡(jiǎn)要例舉出已經(jīng)研究、開(kāi)發(fā)的各類(lèi)氣體傳感器及其可檢測(cè)的氣體種類(lèi) 表 1 各種氣體傳感器可檢測(cè)的氣體種類(lèi) 傳感器的種類(lèi) ＣＯ CO2 H2s NH3 HCN HCl CO Cl2 Cl2 NOx SO2 O2 CH4 C2H2 H2 H2O 半導(dǎo)體氣體傳感器 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 固體電解質(zhì)傳感器 ○ ○ ○ ○ ○ 催化燃燒式傳感器 ◎ ○ ○ ○ 9 電化學(xué)傳感器 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 高分子電解質(zhì)氣體傳感器 ◎ ○ ○ ○ ○ 3 氣體傳感器的選用 氣體傳感器是本系統(tǒng)檢測(cè)的起點(diǎn)也是系統(tǒng)的核心和重點(diǎn)，選擇合適的傳感器成為決定系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。例如氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器主要檢測(cè)各種還原性煙霧，如 CO、 H C2H5OH、 CH3OH 等。 （ 6） 制造成本低，使用與維護(hù)方便。 （ 4） 長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好。 8 （ 2） 對(duì)被測(cè)氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的氣體濃度。 氣體傳感器應(yīng)滿足的基本條件 一個(gè)氣體傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實(shí)體，也可以是由多個(gè)不同功能傳感器組成的陣列。 （ 2） 利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱導(dǎo)氣體傳感器、光干涉氣體傳感器、紅外傳感器。 （ 6） 高分子氣體傳感器。 （ 4） 電化學(xué)式氣體傳感器 。 （ 2） 固體電解質(zhì)氣體傳感器。同時(shí)，我國(guó)傳感技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)尚未形成 產(chǎn)品的改進(jìn)與革新速度慢，生產(chǎn)與應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)新與改進(jìn)少 2 氣體傳感器的分類(lèi) 氣體傳感器是氣體與氣味檢測(cè)的關(guān)鍵元件 。我國(guó)從 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始傳感技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā) ，經(jīng)過(guò)從“六五”到“ 九五”的國(guó)家攻關(guān) ，在傳感器研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、可靠性改進(jìn)等方面獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，初步形成了傳感器研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng) 用的體系，并在數(shù)控機(jī)床攻關(guān)中取得了一批可喜的為世界矚目的發(fā)明專利與工況監(jiān)控系統(tǒng)或儀器的成果。在國(guó)外 傳感器技術(shù)主要是在各國(guó)不斷發(fā)展與提高的工業(yè)化浪潮下誕生的，并在早期多用于國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的科研研發(fā)以及各國(guó)軍事科技航空航天領(lǐng)域的試驗(yàn)研究。 具體技術(shù)指標(biāo)如下： 應(yīng)用范圍：工業(yè)生產(chǎn)和人民 生活中的 CO 檢測(cè)； 檢測(cè)對(duì)象： CO 及他們的混合氣體； 檢測(cè)范圍： CO:0～ 1000ppm； 檢測(cè)精度： CO 優(yōu)于 20ppm； 報(bào)警濃度： 100ppm～ 300ppm 響應(yīng)時(shí)間：≤ 30ms； 電池電壓： +12V； 工作溫度范圍： 20～ +70℃； 工作濕度范圍： 10～ 95%RH。 所以本裝置 要求選定適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎勒赵碓O(shè)計(jì)適當(dāng)電路完成檢測(cè)的全程輸入輸出，達(dá)到氣體泄露裝置功能的實(shí)現(xiàn) （二） 設(shè)計(jì)原理內(nèi)容
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