日本精品久久-日本精品二区-日本精品二区-日本极品少妇-成人欧美一区二区三区黑人免费-成人欧美一区二区三区黑人免费

一款基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)

點(diǎn)擊:844

A+ A-

所屬頻道:新聞中心

關(guān)鍵詞: 監(jiān)測(cè)儀,二氧化碳監(jiān)測(cè)儀

      CO2濃度的檢測(cè)方法大致分化學(xué)方法和物理方法。CO2濃度檢測(cè)方法有滴定法、熱催化法、氣敏法、電化學(xué)法,這些屬于化學(xué)方法,這些方法普遍存在價(jià)格貴,普適性差等問(wèn)題,且測(cè)量精度較低。而物理的方法有超聲波法、氣相色譜法以及眾多借助于光學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的方法。也有像光聲光譜法這種化學(xué)和物理結(jié)合的方法。吸收光譜法的依據(jù)是不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的氣體分子對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射的吸收程度不同,CO2氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光有強(qiáng)烈的吸收。

      目前各種檢測(cè)用的CO2傳感器主要有固體電解質(zhì)式、鈦酸鋇復(fù)合氧化物電容式、電導(dǎo)變化型厚膜式等,這些傳感器存在對(duì)氣體的選擇性差、易出現(xiàn)誤報(bào)、需要頻繁校準(zhǔn)、使用壽命較短等不足。而紅外吸收型CO2傳感器具有測(cè)量范圍寬、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此,本次設(shè)計(jì)采用紅外吸收型CO2傳感器。

      1 傳感原理

      紅外吸收型CO2氣體傳感器是基于氣體的吸收光譜隨物質(zhì)的不同而存在差異的原理制成的。不同氣體分子化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射的吸收程度就不同,因此,不同波長(zhǎng)的紅外輻射依次照射到樣品物質(zhì)時(shí),某些波長(zhǎng)的輻射能被樣品物質(zhì)選擇吸收而變?nèi)?,產(chǎn)生紅外吸收光譜,故當(dāng)知道某種物質(zhì)的紅外吸收光譜時(shí),便能從中獲得該物質(zhì)在紅外區(qū)的吸收峰。

      同一種物質(zhì)不同濃度時(shí),在同一吸收峰位置有不同的吸收強(qiáng)度,吸收強(qiáng)度與濃度成正比關(guān)系。因此通過(guò)檢測(cè)氣體對(duì)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的影響,便可以確定氣體的濃度。

      根據(jù)比爾朗伯定律,輸出光發(fā)光強(qiáng)度I、輸入光發(fā)光強(qiáng)度I0和氣體濃度c之間的關(guān)系為

      I=I0exp(-αmLc) (1)

      式中:αm為摩爾分子吸收系數(shù);c為待測(cè)氣體濃度;L為光和氣體的作用長(zhǎng)度(傳感長(zhǎng)度)。對(duì)式(1)進(jìn)行變換,得:

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      2 儀器設(shè)計(jì)框圖

      前端傳感器輸出的數(shù)字信號(hào),以串口方式與STM32進(jìn)行通訊,此儀器設(shè)計(jì)三通道采集,利用繼電器電路對(duì)傳感器通道進(jìn)行選擇,STM32將濃度值顯示在液晶屏上,液晶屏帶有觸摸功能,通過(guò)編寫(xiě)液晶顯示界面,調(diào)用相關(guān)按鍵程序,選擇傳感器通道以及保存為U盤數(shù)據(jù)等功能??驁D如圖1所示。

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      圖1 儀器設(shè)計(jì)框圖

      3 傳感器選擇

      選擇了DYNAMENT公司的premier二氧化碳傳感器,此傳感器運(yùn)用非色散紅外原理檢測(cè)氣體,它包括長(zhǎng)壽命鎢紅外光源、供擴(kuò)散氣體進(jìn)入的光通道、一對(duì)經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)募t外原理熱電交換檢測(cè)元件、半導(dǎo)體溫度傳感器和處理紅外熱電交換檢測(cè)器信號(hào)的電子電路,使用方便快捷,如圖2為二氧化碳傳感器外形封裝圖。

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      圖2 二氧化碳傳感器外形封裝

      4 硬件電路設(shè)計(jì)

      本儀器設(shè)計(jì)3個(gè)通道的二氧化碳傳感器采集,通過(guò)3個(gè)繼電器來(lái)選擇傳感器的通斷。如圖3為繼電器控制電路。

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      圖3 繼電器控制電路

      使用低功耗單片機(jī)STM32F103RE,內(nèi)核為:ARM 32-bitCortex-M3 CPU,尺寸為:10mmx10 mm,帶有4個(gè)串口,在本儀器設(shè)計(jì)中,用到3個(gè)串口,一個(gè)與傳感器進(jìn)行通訊,一個(gè)與液晶進(jìn)行通訊,一個(gè)與USB存儲(chǔ)模塊通訊。如圖4為控制器最小系統(tǒng)。

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      圖4 STM32STM32

      選擇迪文科技有限公司的液晶,型號(hào)為DMT32240C035_02W,基本參數(shù)為:3.5英寸,M100內(nèi)核,65K色串口液晶人機(jī)界面。此款液晶帶有觸摸功能,系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),不用添加按鍵電路,只需編寫(xiě)液晶按鍵程序就能實(shí)現(xiàn)按鍵功能,簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置,數(shù)據(jù)保存,檔位切換等功能。

      5 軟件設(shè)計(jì)

      儀器開(kāi)機(jī)后進(jìn)入液晶程序界面,選擇傳感器通道,進(jìn)入數(shù)據(jù)采集程序,將當(dāng)前二氧化碳濃度值顯示于液晶屏上,點(diǎn)擊液晶顯示界面上的保存按鈕,保存當(dāng)前時(shí)間的二氧化碳濃度值。儀器軟件總體設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

    基于STM32的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)

      圖5 軟件流程圖

      6 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

      利用組裝的便攜式二氧化碳監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行了室內(nèi)的測(cè)試實(shí)驗(yàn),如表1為3個(gè)通道對(duì)同一環(huán)境下,二氧化碳濃度的測(cè)試數(shù)據(jù),每個(gè)通道測(cè)試10次。從測(cè)試數(shù)據(jù)上看每個(gè)通道測(cè)試數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。且與空氣中二氧化碳碳理論在濃度值接近。

      7 結(jié)束語(yǔ)

      該儀器的開(kāi)發(fā)主要是為二氧化碳儲(chǔ)存項(xiàng)目服務(wù),對(duì)二氧化碳泄露進(jìn)行監(jiān)測(cè),針對(duì)泄露的二氧化碳濃度值范圍不定的情況,儀器設(shè)計(jì)了三個(gè)通道,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了三個(gè)通道數(shù)據(jù)采集情況,測(cè)試結(jié)果說(shuō)明,儀器運(yùn)行正常。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

    聲明:除特別說(shuō)明之外,新聞內(nèi)容及圖片均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)及各大主流媒體。版權(quán)歸原作者所有。如認(rèn)為內(nèi)容侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。

    主站蜘蛛池模板: 23号牛乃唐第一季电视剧免费观看| 三上数学思维导图简单又漂亮| 范艳华| 农村gaygayxxx| 我是传奇 电影| naughty america| 蒲公英家族| 李乃文宋丹丹朱媛媛演的电视剧| 牵牛花的生长变化记录| 变成黑皮辣妹然后和朋友做| 姬培杰| 招聘女服务员2| free hd xxxx moms movie777| 电影《uhaw》| 播放哪吒| 一江春水向东流 电视剧| 郑艳丽曹查理主演的影片| 抖音网页版官网| 南口1937| 家族荣誉4| 老爸老妈浪漫史第一季| a day to remember英语作文| 深夜福利在线| cctv17农业农村频道在线直播| 五年级上册口算| 小敏的迦南诗歌大全| 广告设计培训速成班| 带上她的眼睛| 廊桥遗梦 电影| 好看的拉片| 秀人网app官网| 风月宝鉴电影剧情解析| 屈原话剧| 地缚花子君少年第二季| 隐藏的真相| 色戒在线观看视频| 91自拍网| 鬼娃娃花子| 游泳池play高h| 红日歌词完整版| 长靴靴虐视频vk|