有毒气体无线监测网络设计.pdf

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如础矿加姚劲騦加仰』靡弧肴鱁吲居蒷蔵‰妙冢琹鼠琧有毒气体无线监测网络设计Ⅱ池阰鲷诳‘，肌，五。加，口觋Ⅻ口昭传感技术学报李勋涛，余晓芬盐模钪厩ひ鴆膖昀甌第卷第豫：印禷，锄鹤．簊摘要：设计了一个基于传感器阵列的有毒气体监测网络，采用多类电化学气体传感器采集信号及无线传感器网络进行数关键词：有毒气体监测；无线传感器网络；变送器；电化学传感器中图分类号：文献标识码：文章编号：舛一”％一一由于现代科技进步和工业的发展，工业中产生的各种废气以及室内装修散发的有毒气体对人们的生活造成了巨大危害。市面上存在很多的空气净化设备，但是这些设备不能识别环境中是否存在有毒气体，只能盲目长时间开启净化设备，所以设计一个对有毒气体进行定性定量的检测和分析并能智能控制空气净化设备的有毒气体检测设备在环境保护、化工控制、家用报警等领域具有十分重要的意义⋯。对于有毒气体的测量，传统上采用分析化学方法、光谱分析和电化学等方法。分析化学方法一般在测量现场采集样气，然后带回实验室进行化学分析得到结果。光谱分析需要专门的光谱仪，设备昂贵，操作复杂，不便携带，而且采样分析速度慢，无法实现在线监测。而以往的电化学方法虽然能实时检测环境中的气体浓度，但是无法和空气净化设备集成。而且传统的气体检测设备检测气体单一、工作时间短，对于混合气体测量、环境质量智能控制以及需要长时间检测等场合，传统的检测设备都不能满足要求心】。针对这些设备的不足，结合有毒气体区域的特殊性和无线传感器网络自身的特点，设计了一个基于传感器阵列的有毒气体无线监测网络。与传统的有毒气体测量相比：δ芨蛹年***賡璐而伽詂甌瑈，印誱；附籺；戏使ひ荡笱б瞧骺蒲в牍獾绻こ萄г海戏据收发和处理，能够在线检测环境中的气体浓度。整个系统功能更加集成化、体积小、很容易与后续处理设备缈掌换备刹⒛苤悄芸刂坪笮砩璞浮＝樯芰讼低车恼骞钩伞⒐ぷ髟怼⑽尴叽ǜ衅魍绲墓菇ǎ⒔辛诵藕诺骼砟？橄性度测试实验和系统气体浓度检测对比试验。实验表明所研制系统的输出信号能实时测量环境的气体浓度，已经达到了市场上单一气体检测设备的精度。收稿日期：一—修改日期：一一．祄．，仃—，甀猽—琣鮨甀箂五出．縧礱．簍疷
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低秤布杓宕ǜ衅鱄信号调理模块尴呤辗⒛？椴宕ǜ衅鱄信号凋理模块尴呤辗⒛？椴宕ǜ衅鱄信号调理模块尴呤辗⒛？閩一李勋涛，余晓芬等：有毒气体无线监测网络设计成化，系统集成了多种气体传感器，能够对混合气体进行检测。寤。苋菀子肟掌换璞讣成，整个系统体积很小，只需增加一个无线模块，就能很好的与空气净化设备集成。芄煌耆迪在线检测，系统采用电化学气体传感器，能够实时将气体浓度信号转换成电流信号，响应速度快、精度高，能够实现在线检测。有毒气体无线监测网络硬件部分主要包括气体传感器模块、信号调理模块、无线收发模块、串口模块等组成。系统硬件框图如图尽气体传感器电路传感器采用的是恒电位式电化学气体传感器，它灵敏度高，精度高，气体选择性好。以甲醛传感器为例，量程为羖ǎ刹馄寰ǘ却．×一。被测气体进人传感器，在恒电位环境下进行氧化还原反应，根据浓度变化转换成相应的电流输出。单一气体传感器电路如图荆纳杓剖钦个系统的关键部分，直接影响到后续数据处理，电路要尽可能简单，噪声小，能真实的反应气体浓度变化。该电路由气体传感器、场效应管、电子线路组成。当系统处于通电状态时，场效应管