智能CO探测器设计.pdf

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1、2014年第33卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)125智能CO探测器设计高国强，黄国梁(1．南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009；2．无锡高顿传感技术有限公司无锡(滨湖)国家传感信息中心。江苏无锡214131)摘要：设计了一种基于电化学传感器的CO探测器，探测器使用CO一7G燃料电池型电化学CO传感器，分析了CO电化学传感器的工作原理与探测器的电路组成。其中，探测器的硬件电路由电化学传感器的信号调理电路、数码管显示电

2、路、单片机数据处理与控制电路、4-20mA模拟输出电路、继电器控制电路等组成。对采集的数据采用均值滤波算法，提高了系统的灵敏度，减少了探测器的响应时间，降低了误报警率。实验结果表明：该CO探测器的误差小于0．00116mg／L，在1个月的时间内其误差没有超过0．00582mg／L。该CO探测器灵敏度高，响应时间短，测量精度高，稳定性好，具有很高的实用价值。关键词：电化学传感器；CO探测器；CO传感器；单片机中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)03-0125-03De

3、signofintelligentCOdetectorGAOGuo．qiang．HUANGGuo．1iang(1．StateKeyLaboratoryofMaterialsOrientedChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．WuxiGoldenTechnologies，Wuxi(Binhu)NationalSensingInformationCenter，Wuxi214131，China)Abstr

4、act：ACOdetectorbasedonelectrochemicalsensorwhichusesCO一7GruelcelltypeelectrochemicalCOsensorisdesignedandworkingprincipleofCOelectrochemicalsensorandcompositionofcircuitofdetectorareanalyzed．Thehardwarecircuitofdetectorismadeupofsignalconditioningcircuitf

5、orelectrochemicalsensor，digitaldisplaycircuit，dataprocessingandcontrolcircuitbasedonMCU，4～20mAanalogoutputcircuit，relaycontrolcircuit，andSOon．MCUdealswithcollecteddatasbymeanfilteringalgorithm，whichimprovessensitivityofsystem，reducesresponsetimeofdetector

6、andreducesfalsealarmrate．ExperimentalresultsprovethattheerrorofthisCOdetectorislessthan0．00116mg／Landtheerorisnotmorethan0．00582mg／Linonemonth．ThisCOdetectorhasthecharacteristicsofhi【ghsensitivity，fastresponse，high13tprecision，goodstabilityandhasahighprac

7、ticalvalue．Keywords：electrochemicalsensor；COdetector；COsensor；MCU0引言得不灵敏。除此之外，这类仪器的输出信号是非线性CO是一种无色、无嗅、有毒且易燃易爆的气体，它的存的，对于仪器的标定有一定的困难。在给人们的生命和财产安全带来了极大的威胁。工业生产本文研制的电化学式CO探测器以低功耗、超高速的煤气、炼钢、炼焦、烧窑、矿井作业、矿山爆破以及化工等行微处理器C8051F120为采集、运算和控制核心，结合使用无业的从业者均有机会接触到CO。日常生

8、活中，煤炉、烟囱锡高顿传感技术有限公司生产的CO一7G燃料电池型电化堵塞、煤气红外线取暖器、煤气灶及家用天然气灶漏气等均学CO传感器，实现对CO浓度的实时检测和显示。同时，有可能产生CO。探测器还具有三路继电器输出，可以在发现CO气体的时传统的半导体式CO探测器利用半导体材料表面吸候采取相应的报警和控制措施；同时一路4-20mA模拟输附、脱附气体分子会引起半导体电导的变化的原理来检测出，可以实现远距离监测CO浓度。气体的浓度。