Ⅰ 如何設計氣體壓力檢測的電路
首先,因為氣體壓力感測器的信號通常都是微弱的,而且含有許多雜訊,所以需要一個信號調理放大電路,進行濾波和放大;然後因為傳入電路的是模擬量(這個模擬量有可能是電流,也有可能是電壓),所以需要模/數轉換,因為只有數字信號才是系統MCU可識別的(微處理器,如單片機,DSP等)。有了這些模塊,一個簡易的氣體壓力檢測電路就搭建好了。
你也可以加上其他功能,如用數碼管顯示氣體壓力值,或者採用和PC通信的方式,將氣壓檢測結果通過上位機軟體來顯示(就是WINDOWS界面的軟體程序哈~)
呵呵,不知道是要做成產品還是學生做實驗呢~如果是學生做實驗就搭建上面所說的簡易電路就好了~
Ⅱ 什麼瓦斯檢測氣體檢測的都行只要是基於AT89C51單片機的就行
到這個群里我可以幫你做:198507526
Ⅲ 氣體感測器怎麼接到51單片機上以TGS4160為例~~
二氧化碳感測器TGS4160中文資料
TGS4160是FIGARO(弗加邏)公司生產的一種固態電化學型二氧化碳(CO2)感測器,該器件除具有體積小、壽命長、選擇性和穩定性好等特性外,同時還具有耐高濕和耐低溫等特點。因而可廣泛用於自動通風換氣系統或CO2氣體的長期監測等應用場合。文中敘述了該感測器的內部結構和工作原理,給出了一個用TGS4160設計的專用模塊的基本應用電路原理圖。
1.TGS4160概述
TGS4160二氧化碳感測器是FIGARO(弗加羅)公司生產的固態電化學型氣體敏感元件。這種二氧化碳感測器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩定性好等特點外,同時還具有耐高濕低溫的特性
可廣泛用於自動通風換氣系統或是CO2氣體的長期監測等應用場合。但是,由於TGS4160的預熱時間較長(一般為2小時),所以,該器件比較適合於在室溫下長時間通電連續工作。此外,為了方便客戶使用,FI-GARO公司還專門設計了帶溫度補償的感測器處理模塊AM-4。該模塊採用微處理器進行控制,CO2氣體濃度的輸出信號電平為0.0~3.0V,相當於0~3000ppm的濃度,並有中繼轉接控制口,可輸出高、低兩種門限信號以供外接控制使用。TGS4160感測器的主要技術參數如下:
●測量范圍:0~5000ppm;
●使用壽命:2000天;
●加熱器電壓:5.0±0.2VDC;
●加熱器電流:250mA;
●加熱器功耗:1.25W;
●內部熱敏電阻(補償用):100kΩ±5%;
●使用溫度:-10~+50℃
●使用濕度:5~95%RH;
●產品尺寸:最大外徑Φ24mm,高24mm,引腳長5.8mm。
2.TGS4160內部結構
TGS4160二氧化碳感測器是一種內含熱敏電阻的混合式CO2敏感元件。該元件在兩個電極之間充有陽離子固體電解質。它的陰極由鋰碳酸鹽和鍍金材料製成,而陽極只是鍍金材料。該敏感元件的基襯是用對苯二酯聚乙烯和玻璃纖維加固,然後採用不銹鋼網做圓柱型封裝。元件的內層採用100目雙層不銹鋼網套在鍍鎳銅環上,並用高強度樹脂粘合劑與基襯固定在一起。其外層頂蓋上又罩上了一層60目的不銹鋼網。為了達到降低干擾氣體影響的目的,TGS4160在內外兩層不銹鋼網之間還填充有吸附材料(沸石)。感測器的6個引腳通過0.1mm的箔導線與內部相連。其等效的內部結構見圖1所示。圖中,陽極與感測器的第3腳S(+)相連,陰極與感測器的第4腳S(-)相連,Pt加熱器與感測器的第1,6腳相連,內部熱敏電阻與感測器的第2,5腳相連。內部熱敏電阻的作用是通過該電阻探測環境溫度,以便對該感測器進行溫度補償,從而使校正後的測量值更加准確。
3.TGS4160工作原理
TGS4160型CO2感測器是一種電化學型氣體的敏感元件,當該元件暴露在CO2氣體環境中時,就會產生電化學反應。其反應式如下:
陰極反應方程:
4Li++2CO2+O2+4e-=2Li2CO3
陽極反應方程:
4Na++O2+4e-=2Na2O
總的化學反應方程:
Li2CO3+2Na+=Na2O+2Li++CO2
作為電化學反應的結果,根據耐斯特方程(Nernst),該過程將產生如下電勢(EMF):
EMF=Ec-(RF)/(2F)ln(PCO2)
式中:PCO2為CO2的分壓;Ec為常數;R是氣體常數;T為溫度值(K);F是法拉第常數。
從上式看出,通過監測S(+)、S(-)兩個電極之間所產生的電勢值EMF,就可以測量CO2的濃度值。為了使該感測器保持在最敏感的溫度上,一般需要給加熱器提供加熱電壓進行加熱,但加熱電壓的變化將直接影響感測器的穩定性,因此加熱電壓必須穩定,其范圍應在5.0±0.2VDC之內。為了保證CO2的准確測量,除了保證加熱電壓穩定及對環境溫度的變化進行溫度補償外,更主要的是要測量兩電極之間變化的電勢值ΔEMF,而不是絕對電勢值EMF,因為ΔEMF與CO2濃度變化之間有一個較好的線性關系。雖然EMF絕對值隨環境溫度的上升而上升,ΔEMF卻保持常量,而且它在-10℃~+50℃溫度范圍內,基本不受溫度的影響。
ΔEMF值可由下式求得:
ΔEMF=EMF1-EMF2
其中,EMF1為350ppm的CO2中的EMF值;EMF2為所測量的CO2的EMF值。
在溫度為20℃±2℃、濕度為65±5%RH、加熱電壓為5.0±0.05VDC、預熱時間為7天或大於7天的條件下,測得感測器在濃度為350ppm中的EMF值是220~490mV,而ΔEMF在350~3500ppm的CO2濃度中的值是44~72mV,因此在實際測量應用電路中,要根據感測器的特點要求,除使用高輸入阻抗(≥100GΩ)、低偏置電流(≤1pA)的運算放大器外,還要對測得的信號進行處理。處理該信號通常有兩種方案可供選擇:一是使用費加羅(FIGARO)公司的FIC98646專用處理器模塊,二是選用其它型號的單片機並通過自己編程進行信號處理。
4.TGS4160應用電路
利用TGS4160感測器並通過高輸入阻抗、低偏置電流的運放進行放大,再作一些簡單的運算處理,就可以在CO2濃度為300~5000ppm的范圍內測得信號,該信號為0~幾百毫伏的電壓信號,可以供高精度A/D采樣使用。如果使用費加羅(FIGARO)公司提供的AM-4CO2感測器模塊,則可直接應用於自動通風換氣系統或是CO2氣體監測。該模塊內部帶有A/D轉換器,並已對數據進行了采樣並作了處理。它輸出的電壓信號與CO2濃度值呈線性關系,輸出的電壓信號為0~3.0V,相當於0~3000ppm的CO2濃度。另外,該模塊還提供有中繼轉接控制信號。當CO2濃度高於設定值時,輸出的轉接控制信號為高電平5V,該信號可以使得紅LED點亮;反之,它將轉接控制信號為低電平0V以使綠LED點亮。但是,該模塊的設定值是分檔的,而不是連續可調的。共分為四檔(可通過線路板上的跳線來實現),表1和表2分別給出了門限開關信號的濃度值及跳線連接方法。AM-4模塊的實用電路原理圖見圖2所示。
點擊看原圖
表1門限信號濃度
控制信號門限
檔次 開 關
Ⅰ 800ppm 720ppm
Ⅱ 1000ppm 900ppm
Ⅲ 1500ppm 1350ppm
Ⅳ 2000ppm 1800ppm
表2跳線連接
連接方式
檔次 JP5 JP6 JP7 JP8
Ⅰ 連 連 連 斷
Ⅱ 連 連 斷 連
Ⅲ 連 斷 連 連
Ⅳ 斷 連 連 連
如果認為使用AM-4模塊不方便或是認為價格太高,也可以自行設計電路,並自行編寫程序進行處理。
5結束語
TGS4160型CO2感測器特別適合於連續監測CO2的場所,它不需斷電,其穩定性好。但TGS4160感測器不適於做攜帶型或手持式CO2測量儀器。因為預熱時間太長,不能即時測量,同時感測器的功率也較大。此外,感測器暴露在某些氣體中(如氯氣)會降低靈敏度,由於沸石可以對某些干擾氣體(如乙醇)加以濾除。因此,不用時可置於乾燥劑中,並用專用袋進行密封。
Ⅳ 用單片機做個氣體檢測系統,放大器,AD轉換選擇
那要看你還有什麼其它要求(精度、體積、功耗、價格、封裝等等)。
可能的情況下盡量選擇自帶AD的單片機,如果有PGA則更方便。
Ⅳ 求一個單片機煤氣泄漏檢測系統的設計的程序
有MQ2的全套產品設計資料,是匯流排型工程產品,稍作修改即可。若做產品,可扣我,智控96-智能控制,也能找到
Ⅵ 用單片機做危險氣體檢測儀的需要什麼器件
1、單片機最小系統
2、氣體感測器
3、顯示器件
4、報警器件
Ⅶ 求單片機煤氣泄漏檢測器程序~~~~~急用,謝謝了。
用C來編寫我就可以幫助你!!如果是用匯編的話,沒辦法啦
Ⅷ 基於c51單片機的氣體壓力檢測
購買一個壓力感測器模塊,一般情況下模塊輸出都是電壓型的,也就是壓力和電壓之間有一定的數學關系。把此電壓送入AD轉換模塊後,就可以使用單片機處理。超過一定值或者低於一定值時進行聲光報警。
Ⅸ 用於室內有害氣體檢測的單片機和感測器有哪些
只要是單片機都能完成你所說的有害氣體檢測。
有害
氣體感測器
你可以去
網路一下
,這些感測器的輸出無非是電流信號、電壓信號,通過一些外圍電路讓單片機能識別這些信號即可。