一种WIFI无线甲醛监测器的设计_黄顺.pdf

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1、电子测量技术ElectronicMeasurement10.3969/j.issn.1000-0755.2013.12.024一种WIFI无线甲醛监测器的设计黄顺张顺平（华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室，湖北武汉）摘要：设计了一款WIFI无线甲醛监测器，它的传感器器件采用八个金属氧化物半导体材料组成的阵列。它既有热激发也有光激发的功能。本系统通过单片机实现信号获取、光热控制、存储等功能。它还可以通过WIFI与PC或智能手机实现无线通讯。本系统以TiO2作为气敏材料，通过紫外光激发，温度控制在75℃左右对甲醛气体进行测试。结果表明100ppm甲醛的响应灵敏度达1

2、802.03。通过实验证明了该甲醛检测器的设计是可行的。关键词：甲醛；单片机；WIFI；监测器TheDesignofaFormaldehydeMonitorBasedonWIFIHuangShunZhangShunping(StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDie&MouldTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan,Hubei)Abstract:AWIFIformaldehydemonitorisdesigned,whosesensordevicesa

3、recomposedofanarrayofeightmetaloxidesemiconductordevices.Itcontainsboththermalexcitationandlightexcitationfunctions.Thesystemachievesthefunctionsofsignalacquisition,lightandheatcontrol,storageandsoonwithMCU.ItalsocanachievewirelesscommunicationswithPCorsmartmobilephonethroughWIFI.Thesyste

4、musesTiO2asthesensingmaterial,andexcitedbyultraviolet,itstemperatureiscontrolledatabout75℃todetectformaldehydegas.Theresultsshowthattheresponsesensitivityof100ppmformaldehydeachieves1802.03,showingthedesignoftheformaldehydemonitorisfeasible.Keywords:formaldehyde;MCU;WIFI;monitor0引言可以获取一种气

5、体信息，八个材料点就可以获取八甲醛是一种有毒气体，它广泛存在于家居装饰种信号，八种信号再构成一个特征图谱，把这个特材料中，危害着人们的身体健康，因此对于甲醛的征图谱与数据库中的图谱对比就能对未知气体进行[6]监测显得尤为重要。随着技术的发展，甲醛的监测识别。主要朝着实时响应、操作简化、低功耗、低成本方[1]向发展。目前，国内也有一些人做了关于甲醛监[2-5]测的仪器，他们都采用国外电化学传感器，但成本较高。本文开发了一款八阵列金属氧化物半导体材料点作为传感器件，基于WIFI通讯的低成本、低功耗甲醛监测器。1硬件设计图1传感器件机构图1.1传感器器件设计如图1所示，该器件以

6、0.38mm厚的氧化铝陶瓷传感器器件是甲醛监测器的核心，它直接决定片为载体材料，通过丝网印刷技术在上面印有信号甲醛监测器的性能。本系统采用金属氧化物半导体电极和加热材料，信号电极采用铂为原料做成插齿作为传感器件的材料。金属氧化物半导体传感器具电极，金属氧化物半导体材料则印在插齿电极上形成有对有机气体灵敏度高、响应时间快（≤10s）、易八个材料点，加热采用铂丝加热，并且在每个器件大批量生产、价格便宜等特点。我们的传感器件设上都集成有测温铂丝，用于器件温度的实时监控。计成八阵列的形式，它具有八个材料点，每个材料点因为器件需要加热，我们将陶瓷片通过不锈钢支撑69电子测量技术El

7、ectronicMeasurement架固定在转接电路板上。最后将信号电极与转接电就能通过测量电阻丝的电阻换算得到温度值。因为路板的电极通过金丝球焊连接起来。为了保护材料我们印的铂电阻的阻值较小，室温大概30Ω，所以芯片，器件需加一个外壳，它由不锈钢薄片通过冲我们采用恒流源的方式测电阻。恒流源产生一个恒压成型工艺制成。在外壳的上方开有6mm×5mm的定的5mA电流经过测温电阻丝，单片机采集测量测孔，它用作光激发。温电阻丝两端的电压通过简单的运算就能求出电阻1.2模组设计丝的电阻值。经测试，本模块的测温精度在±2℃，模组主要由传