基于ADuC816的一氧化碳气体监测仪设计

2011-09-28 10:04:00来源: 互联网
引 言
    一氧化碳(CO)是一种无色无臭的气体。当CO进入人体血液循环系统后,就会与血红蛋白迅速结合形成碳氧血红蛋白,占据了结合氧的位置,从而使血红蛋白丧失运输氧的功能,导致人因供氧不足而发生C0中毒。C0最重要的危害是污染大气,影响人体健康。人即使处于低浓度的CO环境中也会产生头痛、耳鸣、疲劳等症状。如果CO中毒严重,轻者可损害思维和感觉,减弱身体运动能力,重者则会导致脑部受损甚至发生死亡。因此,设计一种灵敏度高、性能可靠、操作简单的CO监测报警仪,及时准确并有效地对生活坏境以及工业生产过程中的CO进行检测,是与人的生命安全相关的重要问题。


1 系统设计方案
1.1 系统组成
    C0气体监测报警仪是由CO气体传感器、调理电路、单片机、显示电路、按键、信号输出电路和应用系统软件等组成。CO气体监测报警仪系统设计框图如图1所示。

                                     

1.2 单片机的选择
    ADuC816单片机是美国ADI公司推出的一种新型单片机,它是ADI公司多年生产A/D、D/A转换器的经验与成熟的8051单片机技术相结合的高性能微转换器,功能非常强大。ADuC816集成了2通道16位ADC、12位DAC、3个定时/计数器、10个中断源/2级优先中断级、双传感器激励电流源、8 KB Flash EEPROM程序存储器、256字节片上RAM和640字节数据Flash EEPROM。外部数据存储器分组寻址,地址空间达16 MB。因此,选用ADuC816单片机不仅可以满足CO气体监测报警仪高精度的要求,而且不需要外接A/D、D/A转换器和外部存储器。这对简化整个系统的外围电路设计,以及提高系统的抗干扰能力等具有重要意义。
1.3 CO气体传感器的选择
    CO气体传感器有多种类型。半导体CO气体传感器主要是以氧化物半导体作为基本材料,使气体吸附于半导体表面,利用由此产生的电导率变化来判断CO气体浓度的大小。与其他气体传感器相比,半导体CO气体传感器具有快速、简便、灵敏等优点,但是它的气体选择性较差,在工作时容易受到其他气体的干扰。电化学电位型CO气体传感器能够将待测气体通过电化学反应变换成电信号,进行直接检测。其中,为了提高测量精度,消除测量环境中一些不确定因素的影响,可以利用第三电极、参考电极和一个外部的恒电位工作电路。此类型传感器用稀硫酸溶液作为液态电解质,不仅可以在室温条件下与其他测控设备协同工作,而且输出信号幅值大,灵敏度高,使用方便,价格低,同时还可以避免因CO与氧气直接接触而发生爆炸的危险。其结构示意图如图2所示。

                                        

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关键字:ADuC816单片机  CO监测报警  标定

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0928/article_3591.html
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