關(guān)于家用氣體如何檢測(cè)的研究和設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-07-27 16:37本頁(yè)面
【正文】 ........................... 19 致 謝 ...................................................... 20 4 引言 隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，高層密集住宅日益增加。 A/D conversion。 program state realtime monitoring system. The experiment is to focus on the automatic detection of the hardware design and sensor. Key words: Household gas detection。傳感器 2 Abstract With the use of gas, domestic gas detection has important. The design is a practical gas leakage alarm device, the first is the detection of gas concentration, and the gas concentration signal amplification, the A/D conversion, digital signal is converted into the microcontroller, through the I/O interface output。單片機(jī) 。氣體濃度監(jiān)測(cè) 。實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)就是自動(dòng)檢測(cè)的硬件設(shè)計(jì)和傳感器的選用。輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路，分別控制 報(bào)警燈、蜂鳴器 及 切斷 電路，實(shí)現(xiàn)對(duì) 煤氣泄露事故的 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制 。 摘要 隨著燃?xì)獾氖褂?，家用氣體檢測(cè)開始至關(guān)重要了 。 本設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置，首先是氣體濃度檢測(cè)，并對(duì)氣體濃度信號(hào)進(jìn)行放大處理，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)， 通過 I/O 接口輸出 。程序?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài) 。 關(guān)鍵詞 ：家用氣體檢測(cè) 。A/D 轉(zhuǎn)換 。自動(dòng)檢測(cè)硬件設(shè)計(jì) 。 output signal driving circuit for driving the corresponding, respectively control alarm lamp, a buzzer and cut off the circuit, realize realtime monitoring and control of the gas leak accident。 gas concentration monitoring。 SCM。家用氣體燃?xì)庖郧鍧?、便利、高效?jié)能等優(yōu)點(diǎn)逐步進(jìn)入廣 大消費(fèi)者家中備受青睞。從而研究和設(shè)計(jì)家用氣體的檢測(cè)裝置是相當(dāng)重要的。輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路，分別控制 報(bào)警燈、蜂鳴器 及 切斷電路，實(shí)現(xiàn)對(duì) 煤氣泄露事故的 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制 。 其中 家用燃?xì)獾闹饕煞质?CH4， 在 設(shè)計(jì)中傳感器的選擇 又 是首要任務(wù) 在產(chǎn)品技術(shù)含量上，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品和國(guó)外產(chǎn)品差別不是很大，在一些指標(biāo)上也有一定的超越，但是產(chǎn)品的大規(guī)?；a(chǎn)才剛起步，需 要積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，所以在燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置在中國(guó)有很大的發(fā)展前景。為了實(shí)現(xiàn)以上功能：系統(tǒng)應(yīng)該具備氣體傳感器、三極管、蜂鳴器、發(fā)光二極管 、單片機(jī)、 A/D 轉(zhuǎn)換器、繼電器、排氣扇、切斷器 等 。如果系統(tǒng)接有上位機(jī)工作的話 ,可通過通信接口對(duì)單片機(jī)組成的下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 ,并可定時(shí)地從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀取以前測(cè)量的數(shù)據(jù)值 ,進(jìn)行二次處理加工或存入數(shù)據(jù)庫(kù)永久保存。 二 家用氣體自動(dòng)檢測(cè)硬件設(shè)計(jì) (一 )、傳感器的選用 1 傳感器的發(fā)展史 7 傳感器技術(shù)是 20 世紀(jì)的中期才剛剛問世的 ，在那時(shí)與 計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)相比 傳感技術(shù)的發(fā)展都落后于它們，不少先進(jìn)的成果仍停留在實(shí)驗(yàn)研究階段 并沒有投入到實(shí)際 生產(chǎn)與廣泛應(yīng)用轉(zhuǎn)化率比較低。然而隨著各國(guó)機(jī)械工業(yè)、電子、計(jì)算自動(dòng)化等相關(guān)信息化產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，以日本和歐美等西方國(guó)家為代表的傳感器研發(fā)及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已在國(guó)際市場(chǎng)中逐步占有了重要的份額。但從總體上講，它還不能適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，我國(guó)不少傳感器信號(hào)處理和識(shí)別系統(tǒng)仍然依賴進(jìn)口。 根據(jù)其氣敏特性，氣體傳感器可以分為六大類： （ 1） 半導(dǎo)體氣體傳感器。 （ 3） 接觸感染式氣體傳感器。 （ 5） 光學(xué)式氣體傳感器。 根據(jù)檢測(cè)原理上 氣體傳感器又 可以分為三大類： （ 1） 利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器。 （ 3） 利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如電流型氣體傳感器、電勢(shì)型氣體傳感器等。但是，任何一個(gè)完整的氣體傳感器都必須 具備以下條件： （ 1） 能選擇性地檢測(cè)某種單一氣體，而對(duì)共存的其它氣體不響應(yīng)或低響應(yīng)。 （ 3） 對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好。 （ 5） 使用壽命長(zhǎng)。 常見氣體傳感器可檢測(cè)氣體種類 由于氣體的種類繁多，一種類型的氣體傳感器不可能檢測(cè)所有的氣體，通常只能檢測(cè)一種或者兩種特定性質(zhì)的氣體。 固體電解質(zhì)氣體傳感器主要用于檢測(cè)無(wú)機(jī)氣體，如 O CO H Cl SO2等。 傳感器 通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。由此可見，傳感器的 選型是非常重要的。 半導(dǎo)體氣體敏感部分是一個(gè)微型珠狀小球，內(nèi)嵌加熱絲和金屬電極，這種敏感元件安裝在有防爆功能的雙層 100目不銹鋼網(wǎng)的金屬殼內(nèi) [18]。通過固定或可調(diào)外接負(fù)載電阻上電壓的變化獲得元件電阻的變化。傳感器通電后通常需要數(shù)分鐘的預(yù)熱方可進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，也可在正常檢測(cè)前給傳感器施加 510 秒鐘 177。 MQ138的靈敏度特性曲線圖。元件的電阻與氣體的濃度呈對(duì)數(shù)關(guān)系，隨氣體濃度的增加而減小。 10 圖 2 靈敏度特性曲線 MQ7 一氧化碳傳感器 MQ7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。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)。外形結(jié)構(gòu)如圖 所示。其中 VH 用于為傳感器提供特定的工作溫度。這種傳感器具有輕微的極性， VC 需要直流電源。為更好利用傳感器的性能，需要選擇恰當(dāng)?shù)?RL 值。 11 圖 4 基本測(cè)試回路 靈敏度特性曲線，圖中 縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比 (RS/RO)，橫坐標(biāo)為氣體濃度。如圖 所示。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。 MQ
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