【正文】
著新材料發(fā)展和新加工技術(shù)的提高,有了高可靠性和低功耗的氣體傳感器。基本內(nèi)容和技術(shù)方案敏感部分由二氧化錫的N型半導體微晶燒結(jié)層構(gòu)成的MQ3型氣敏傳感器,當其表面吸附有被測氣體酒精分子時,表面導電電子比例就會發(fā)生變化,從而其表面電阻會隨著被測氣體的濃度的變化而變化。MQ3型氣敏傳感器靈敏度高,響應(yīng)速度快。芯片內(nèi)部有時鐘振蕩器,只讀存儲器為4K字節(jié),外部可擴充至64K字節(jié),128字節(jié)的隨機存儲器,外部可擴充至64K字節(jié)。5個中斷向量源。1個全雙工串行通信端口。發(fā)光二極管顯示選用集成驅(qū)動器LM3914??蛇x擇點狀顯示也可選擇條狀顯示。三位數(shù)碼管顯示具體數(shù)值。氣體傳感器遇到酒精氣體后,阻值發(fā)生變化,所要測的電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。單片機不斷采集經(jīng)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換后的變化的電壓值,經(jīng)數(shù)據(jù)處理交數(shù)碼管顯示。確定方案,完成開題報告。第710周:建立系統(tǒng)模型,畫出電路圖,并對軟件進行仿真調(diào)試。第1415周:完成并提交論文,對論文進行修改定稿。第17周:準備論文答辯。本文用AT89S51單片機與MQ3型氣體傳感器實現(xiàn)了對酒精濃度的測量,并對測量數(shù)據(jù)進行顯示,同時利用二極管簡單顯示濃度的高低,在設(shè)計允許值時發(fā)出報警。(2)軟件方面,主要研究了電壓到濃度的線性轉(zhuǎn)換和最終濃度值的數(shù)碼管顯示。設(shè)計的傳感器對酒精氣體反應(yīng)靈敏,能在有效范圍內(nèi)測量它的濃度值。本文的特色在于標準的確定。對不同的區(qū)間濃度和電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系做線性化處理,簡化了硬件電路的設(shè)計。關(guān)鍵詞:氣體傳感器,模數(shù)轉(zhuǎn)換,單片機AbstractDifferent concentrations of alcohol solution are detected and showed in the design. The design can be used to the detection of drunk driving through improvement. In this thesis, the concentration of alcohol can be measured and displayed by using the gas sensor based on AT89S51 MCU and MQ3. At the same time the concentration is displayed by LED, and the system allow to alarm in the certain value. In the thesis Major researches are three points. (1) In the hardware, detecting the technology parameters MQ3 gas sensor, and connecting it to a testing part of the alcohol gas concentration。 conversing the voltage signal through the A/D conversion at the control of the singlechip, obtaining the digital voltage signal。我國傳感器4大類中,%。 由于氣體與人類的日常生活密切相關(guān),對氣體的檢測已經(jīng)是保護和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少的手段,氣體傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。近年來,我國氣敏傳感器產(chǎn)業(yè)有了較快的發(fā)展,但與國外相比,從技術(shù)水平,產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等領(lǐng)域均存在著不小的差距。一是元件的穩(wěn)定性差。二是選擇性差。三是催化劑中毒。靈敏度問題。 氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀氣敏元件性能與敏感功能材料的種類、結(jié)構(gòu)及制作工藝密切相關(guān)。SnO2是一種廣普型的氣敏材料,圍繞SnO2為基體材料的氣敏材料的制備及其氣敏元件制備的研究課題十分活躍。為改善其氣敏特性,常在SnO2基體中摻入貴金屬或其他金屬氧化物。通過控制氣敏材料微粒大小,顆粒納米化,摻雜其它添加劑或催化劑,利用過濾設(shè)備或透氣膜來獲得選擇性,控制工作溫度及環(huán)境濕度影響,改進制備等方法可以改善SnO2傳感器的氣敏性能[4]。納米技術(shù)的發(fā)展,不僅為傳感器提供了優(yōu)良的敏感材料,而且為傳感器制作提供了許多新型方法。當然,在己獲得明顯進展的納米傳感領(lǐng)域中尚存在很多問題,從敏感材料到制作技術(shù)都很不成熟,其性能也有不盡人意的地方[5]。吸油煙機等產(chǎn)品上常用MQ3型半導體氣敏傳感器,它采用旁熱式結(jié)構(gòu),陶瓷管內(nèi)裝有高阻抗加熱絲,管外涂有梳狀金屬電極,金屬電極之外涂有SnO2材料,使SnO2燒結(jié)體位于兩電極之間[6]。當被檢氣體濃度增大到一定值時,氣敏元件的阻值將隨之下降到某一值,使電壓比較器的狀態(tài)發(fā)生變化,輸出控制信號經(jīng)電流放大后,控制繼電器或雙向晶閘管接通電動機電源使吸排油煙機工作[7]。酒后駕車發(fā)生事故的機率高達27%。機動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車” 及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故, 嚴重危害了道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。開車司機只要將嘴對著傳感頭使勁吹氣,儀器就能發(fā)上顯示出酒精濃度的高低,從而判斷該司機是否酒后駕車,避免事故的發(fā)生。 酒精氣體濃度探測儀在生產(chǎn)生活中也有重要的應(yīng)用,比如,在一些環(huán)境要求嚴格的生產(chǎn)車間,用這種酒精濃度探測儀,可隨時檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度,當酒精氣體濃度高于允許限定值時,發(fā)出警報,提醒人們及時通風換氣,做到安全生產(chǎn)。(1)硬件電路方面,對氣體傳感器MQ3按檢測電路,接上一定阻值的負載電阻,檢測它的技術(shù)參數(shù),確定MQ3所接負載電阻的大小,完成信號采樣電路的設(shè)計;采樣到的模擬電壓電信號通過A/D轉(zhuǎn)換,得到可供單片機處理的數(shù)字信號,再由單片機作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理;發(fā)光二極管報警顯示和3個單位8段共陰數(shù)碼管濃度值顯示。因為原始的采樣值是一個間接的負載分壓值,需要將它轉(zhuǎn)化為被測酒精濃度值。(3)為了盡量減少設(shè)計的氣體傳感器的測量誤差,在測量酒精溶液樣品時要考慮并解決3個主要問題。針對這3個主要問題提出以下解決方案和驗證方法。水蒸氣對MQ3的影響很小,這一點可以通過對只裝有純凈水的塑料瓶的多次測