用于环境和工业产品的气体检测装置的研制

摘要

气体和气味的检测装置在生产和生活中都具有很大的实用价值。本文研制了两种气体检测装置。一种用于室内环境空气质量的检测；另一种用于空调机内胆敷膜铝板成型冲压过程中产生的异味的检测，目的是实现对敷膜铝板产品品质的检测区分。 本文研制的室内环境空气质量检测装置可对室内甲醛、甲苯、氨气、VOC、甲烷、一氧化碳(CO)多种气体进行检测，针对应用环境不同分为两款：装置一应用于对建筑工程环境污染物的检测。检测建筑工程环境中的甲醛、甲苯、氨气、VOC四种气体。装置二应用于日常生活中室内空气质量的检测。检测日常生活中出现的影响空气质量的因素，如炊事油烟、香烟、酒精、VOC及煤气泄漏(甲烷，CO)等。这两款检测装置电路结构相同，均由气体传感器阵列、电源模块、温湿度传感器、时钟模块、单片机、液晶显示器、数据存储器、串口通讯八部分构成。气体传感器信号和温湿度信号经A/D转换成数字信号输出，采用TI公司的16位MSP430F149单片机处理气体浓度和温湿度信号，利用液晶显示气体浓度、温湿度和时间等信息，当气体浓度超出设定报警阈值时产生声光报警。通过替换其它气体传感器，该检测装置还可以方便的实现对其他气体的检测。 本文研制的对敷膜铝板成型冲压过程中产生的异味进行检测的装置由传感器阵列，A/D数据采集卡及系统应用软件组成。采用NI公司的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW编制了系统软件。装置前端传感器阵列采集的模拟信号经数据采集卡转换成数字信号输入到计算机，再由系统软件实现对数字信号的处理、存储和显示等功能，并依据人工气味师给出的气味区分样品，根据算法实现对铝板气味的电子化检测和区分。

目录

文摘

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1绪论

1.1研究的目的与意义

1.2气体传感器

1.3用于气体与气味检测的装置的应用研究

1.4本文开展的主要工作

2设计要求及方案选择

2.1室内空气质量检测装置的设计要求及功能

2.1.1设计要求

2.1.2装置的功能

2.1.3气体传感器的选择

2.1.4单片机的选择

2.2敷膜铝板气味检测装置的设计要求及方案选择

2.2.1气体传感器位置的确定

2.2.2气体传感器的选择

2.2.3传感器加热电压的选择

2.2.4测试装置的改进

2.2.5敷膜铝板检测方式的选择

2.2.6软件开发平台的选择

3室内空气质量检测装置的研制

3.1原理框图

3.2系统硬件设计

3.2.1系统电源

3.2.2甲醛传感器的调理电路

3.2.3加热电压恒定的传感器及其调理电路

3.2.4 CO传感器及其调理电路

3.2.5温度传感器及其调理电路

3.2.6湿度传感器

3.2.7时钟芯片SD2200

3.2.8串行EEPROM存储器AT24C64

3.2.9字符液晶显示器

3.2.10 RS-232接口芯片MAX3221

3.3系统软件设计

3.3.1主程序

3.3.2按键中断程序

3.3.3定时器B中断程序

3.3.4串行中断程序

3.4实验结果及分析

3.4.1甲醛检测实验结果

3.4.2 CO检测实验结果

3.4.3甲烷检测实验结果

3.4.4 VOC和酒精油烟检测实验结果

3.4.5甲苯检测实验结果

3.4.6氨气检测实验结果

4敷膜铝板气味检测装置的研制

4.1敷膜铝板气味检测装置原理框图

4.2敷膜铝板气味检测装置的硬件设计

4.2.1传感器阵列调理电路

4.2.2 A/D采集卡介绍

4.3敷膜铝板气味检测装置的软件设计

4.3.1软件开发平台的选择

4.3.2总体方案设计

4.3.3主程序设计

4.3.4功能模块的实现

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢