酒后驾车测试仪地设计

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1、实用标准第一章绪论近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。目前酒精测试仪主要应用于交通运输业，地下开采等，大家最常看到的就是交通警察手中拿的酒精测试仪。气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，即：燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型、比色型。但由于价格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料电池型和半导体型两种。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变

2、为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。 与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，目前只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，因此价格相当昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍。MQ3酒精传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度、良好的选择性、

3、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3、陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或者不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。传感器的标准回路有两部分组成：其一为加热回路；其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。传感器表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL出面获得的。二者之间的关系表述为：RS/RL=(VC－VRL)/VRL，其中VC为回路电压，10V。负载电阻RL可调为0.5～200K，加热电压Uh为5V。上述这些参数使得

4、传感器输出电压为0～5V文档大全实用标准第二章设计方案及步骤2.1总设计方案酒精传感器声音报警键盘LCD单片机模数转换器文档大全实用标准2.2传感器的选择本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度，再转换为血液中的酒精含量浓度，故采用气敏传感器。考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性，所以传感器只能对酒精气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器。MQ-3气体传感器的特点对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性快速的响应恢复特性长期的寿命和可靠的稳定性简单的驱动回路于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测；也用于其他

5、场所乙醇蒸汽的检测。其有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。传感器的标准回路有两部分组成。其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。负载电阻RL可调为0．5-200K。加热电压Uh为5v。为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适

6、的温度，一般在测量前需将传感器预热5分钟。图2.1MQ3结构图文档大全实用标准气敏传感器的外观和相应的结构形式如图2.2所示，它由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量电极和加热器构成，敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6个管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。图2.2中①、②、③分别表示MQ-3乙醇传感器的引脚排布图、引脚功能图、使用接线图。其中H-H表示加热极（如5V），A-A、B-B传感器表示敏感元件的2个极，图③中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热电压。燃

7、料电池利用化学反应直接把进入其内部的可燃气体转变成电能输出，在其两个电极上产生电压输出，燃料电池酒精传感器是燃料电池的一个分支，图1为其电化学的原理图。该燃料电池为质子交换膜燃料电池，在低温(20℃一100℃)的使用条件下，电解质一般为固体聚合物。一般使用杜邦公司的Nafion膜作为电解质，因为它具有良好的化学耐受性和良好的机械性，可制成非常薄的膜，能保证H+的自由移动，且具有酸性，满足该反应本质为酸性反应的要求。电极与催化剂合成在一起，它们与电解质采用整体膜／电极法制成膜电极集合体MEA。电极的催化材料是铂。这种催化剂仅能使进入燃烧室内

8、的酒精气体充分燃烧转变为电能输出，对其它非酒精气体不产生任何反应，因而它们对输出没有任何影响，抗干扰性高。图2.2MQ3结构和外形文档大全实用标准图2.3燃料电池酒精传感器电化学原理图在美国，