1、. . 毕业论文毕业论文 可燃气体报警器的设计可燃气体报警器的设计 2013 年 5 月 . . 摘摘 要要 本设计简单、方便、成本低，采用的是比较优化的电路设计方案；以单片 机STC89C51为核心检测酒精浓度, 利用简易的气敏传感器进行呼出气体信号采 集，通过单片机对采集来的信号进行处理后，以显示人体血液中酒精浓度值。 该设计操作方便、性能良好，比较符合相关部门进行安检的需要。本文还详细 的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。 关键词：关键词：单片机；气体传感器；酒精测试仪 . . 目目 录录 摘 要 . I 目 录 II 第一章 绪 论 1 1.1 主要特性 1 1
2、.2 主要原理及分类 2 第二章 设计方案 5 2.1 课题背景 5 2.2 课题意义 5 2.3 酒精浓度检测仪设计要求分析 5 2.4 酒精浓度检测仪设计方案 6 第三章 硬件设计 7 3.1 传感器的选择 7 3.1.1 MQ-3 型气敏传感器技术指标 8 3.1.2 MQ-3 型气敏传感器的输出特性 . 9 3.2 系统功能 . 9 3.3 模块设计 . 10 3.3.1 处理模块 10 3.3.2 显示模块 11 3.3.3 键盘模块 12 3.3.4 A/D 转换模块 13 3.3.5 声音报警模块 15 3.3.6 电源模块 16 第四章 软件设计 17 4.1 主程序流程概述
3、17 4.2 键盘扫面子程序 18 4.3 A/D 转换与比较子程序流程图 . 19 结 论 21 参考文献 22 参考程序 23 致 谢 30 . . 第一章第一章 绪绪 论论 气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。从本质上讲， 气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通 过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制 冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的 测量。 气体的采样方法直接影响传感器的响应时间。目前，气体的采样方式主要 是通过简单扩散法，或是将气体吸入检测器。 1.1 主要特性 （1）稳定
4、性 稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移 和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响 应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为 传感器输出信号在工作时间内的降低。 理 ,k 想情况下， 一个传感器在连续工作 条件下，每年零点漂移小于 10%。 （2）灵敏度 灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器 结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、 物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制 (TLV-thresh-old limit value)或
5、最低爆炸限(LEL-lower explosive limit)的百分比的 检测要有足够的灵敏性。 （3）选择性 选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产 生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器 响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降 低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。 （4）抗腐蚀性 抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄 漏时，探头应能够承受期望气体体积分数 1020 倍。在返回正常工作条件下， 传感器漂移和零点校正值应尽可能小。 . . 气体传感器的基本
6、特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的 选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到最 优。 1.2 主要原理及分类 通常以气敏特性来分类，主要可分为：半导体型气体传感器、电化学型气 体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传 感器、高分子气体传感器 （1）半导体气体传感器 半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元 件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导 率或伏安特性或表面电位变化。这些都是由材料的半导体性质决定的。 电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是 一种用金属氧化物薄膜(例如：Sn02，ZnO Fe203，Ti02 等)制成的阻抗器件，其 电阻随着气体含量不同而变化。气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感 器传导率的变化。为了消除气味分子还必须发生一次氧化反应。传感器内的加 热器有助于氧化反应进程。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度 快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足
