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WIFI无线气体监测探头与手持甲醛检测仪的开发
资料介绍
气体分析在工业生产、环境保护、安全检查、航空航天等领域中发挥着重要作用。然而，气体检测设备高昂的价格使其应用受到了一定的限制。因此本文开发了一款低成本的WIFI无线气体监测探头，并在次基础上设计了一款手持甲醛检测仪。
气体监测探头强调要具有实时在线分析、网络分析等功能。传感器阵列是整个探头的核心，它直接影响整个测试的性能。本文通过丝网印刷工艺在尺寸为5mm×7mm的陶瓷片上制作了8元件金属氧化物半导体传感器阵列，它还集成了加热与测温的功能。为降低气敏材料的工作温度，设计了紫外光激发电路。信号处理部分以STC12C5A32S2单片机为核心，它具有A/D、D/A以及大容量EEPROM等功能。它既能实现传统的RS232通信，也能实现WIFI无线通信，其通信速率为54Mbps。既能使用外接电源供电，也能采用电池供电。整个设备尺寸为102mm×40mm×30mm。在探头的基础上针对甲醛气体的检测，设计了一款手持甲醛检测仪，它的成本在200RMB以内。
通过测试标准电阻对探头硬件进行了评价。结果表明它适用与测量电阻为100Ω-1G之间的传感器阵列，测温电阻的误差在3％以内。设计了一个环境模拟腔对探头的应用性能进行了评估。结果表明紫外光激发下测甲醛的最佳工作温度为75℃，在此温度下100ppm甲醛的响应灵敏度可达1802.03，对1ppm甲醛的响应灵敏度可达14.7。在75℃下分别对100ppm冰醋酸、苯、乙醇、丙酮进行测试，发现探头具有良好的选择性。
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