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光离子化气体报警仪的研究与实现
资料介绍
针对目前室内挥发性物质的危害与有毒有害物质泄漏的气体种类多、浓度低等特点，以及国内大型设备无法满足现场连续性检测和工作人员实时实地个人防护的问题，本文研究并设计了一种基于紫外光离子化检测技术的新型便携式有害气体报警仪，该仪器具有体积小、功耗低、响应快、多种气体同时检测以及无需载气等优点。
本文首先对紫外光离子化技术的检测原理以及特点作了介绍，并根根据电离光源的组成和结构，对光源发光特性以及驱动方式进行了详细的阐述和分析，在此基础上选择10.6eV的无极紫外灯作为本仪器的光源，并采用和设计了该光源的电容耦合式驱动电路。在分析结构设计理论的基础上，本文采用并设计了一维多孔型的微型电离室，并利用PCB印制电路工艺实现了该电离室的加工与批量生产。
其次，介绍了基于C8051F040单片机的系统硬件的基本结构，给出了电路各个模块设计的原理图，包括单片机接口电路、信号调理电路、数据存取电路、按键声光报警显示电路以及电源电路，重点阐述了信号调理模块，包括PID微弱信号提取、程控放大以及巴特沃兹二阶低通滤波器的设计，以及降低系统功耗的动态电源管理模块设计；给出了系统控制单元软件设计的思路与流程，重点阐述了采样与数字滤波模块，该模块采用了过采样和滑动滤波技术相结合的方法，降低了系统量化噪声和随机噪声，提高了系统信噪比。
最后，对设计的光离子化报警仪的进行了实际实验和分析，测试并研究了PID输出信号、PID报警仪对不同气体的灵敏度以及影响一维结构PID响应灵敏度的四个因素：紫外灯驱动功率、电离室通光面积、电离室纵向长度以及电离室偏置电压。
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