本文關(guān)鍵詞：便攜式甲醛氣體檢測儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加快,人們的生活水平在不斷提高,房間裝修也變得多種多樣,裝飾裝修材料中所含的污染物也越來越多,揮發(fā)到空氣里的污染物嚴(yán)重危害著人們的健康。特別是裝飾裝修、家具添置引起室內(nèi)空氣中甲醛氣體超標(biāo)對(duì)人體健康造成極大的危害。對(duì)室內(nèi)空氣中的甲醛氣體進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測成為治理甲醛污染的重要手段。但是目前,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)空氣中甲醛檢測方法主要是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn),這種方法檢測精度雖然高,但是其檢測的過程復(fù)雜,得出檢測結(jié)果數(shù)據(jù)周期長且成本費(fèi)用高。因此,迫切需要設(shè)計(jì)價(jià)格便宜、操作簡單、攜帶方便、快速檢測的現(xiàn)場在線甲醛檢測儀。鑒于此,本文以便攜式甲醛氣體檢測儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為研究課題,設(shè)計(jì)了一種基于新型電化學(xué)傳感器的甲醛氣體快速檢測儀,通過對(duì)電化學(xué)甲醛氣體傳感器工作原理的研究,完成了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。便攜式甲醛氣體檢測儀采用嵌入式技術(shù),硬件部分采用模塊化設(shè)計(jì),用單片機(jī)芯片作為系統(tǒng)控制核心,設(shè)計(jì)了前端信號(hào)采集電路,主要設(shè)計(jì)模塊包括恒電勢儀電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊和電源模塊。軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)字濾波子程序、數(shù)據(jù)處理子程序和數(shù)據(jù)顯示子程序,在數(shù)字濾波子程序中應(yīng)用限幅平均濾波法對(duì)產(chǎn)生的干擾信號(hào)進(jìn)行處理,提高儀器的檢測精度。本文采用新型電化學(xué)甲醛氣體傳感器,研制了便攜式甲醛氣體檢測儀,可以對(duì)甲醛氣體進(jìn)行精確的現(xiàn)場檢測。主要完成的工作如下:(1)綜述現(xiàn)有甲醛檢測儀的研究現(xiàn)狀,梳理現(xiàn)有甲醛檢測儀應(yīng)用情況及存在的不足,明確便攜式甲醛氣體檢測儀的設(shè)計(jì)目標(biāo),完成便攜式甲醛氣體檢測儀需求分析,具體包括性能需求分析和功能需求分析;(2)結(jié)合便攜式甲醛氣體檢測儀的功能需求和性能需求,完成便攜式甲醛氣體檢測儀的總體設(shè)計(jì),包括硬件總體設(shè)計(jì)和軟件總體設(shè)計(jì);(3)完成便攜式甲醛氣體檢測儀的硬件設(shè)計(jì),在便攜式甲醛氣體檢測儀硬件總體框架指導(dǎo)下,完成單片機(jī)選擇、電化學(xué)傳感器選擇、恒電勢儀設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)以及電源模塊設(shè)計(jì);(4)完成便攜式甲醛氣體檢測儀的軟件設(shè)計(jì),主要包括甲醛氣體檢測儀軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主程序設(shè)計(jì)、核心功能模塊設(shè)計(jì)和安全性設(shè)計(jì),重點(diǎn)完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示的設(shè)計(jì);(5)通過實(shí)驗(yàn)完成便攜式甲醛氣體檢測儀的功能測試,驗(yàn)證便攜式甲醛氣體檢測儀模擬電路、數(shù)字電路及甲醛檢測的有效性和實(shí)用性。通過對(duì)便攜式甲醛氣體檢測儀進(jìn)行功能測試,對(duì)便攜式甲醛氣體檢測儀的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了全部測試,在測試的過程中,便攜式甲醛氣體檢測儀實(shí)現(xiàn)了基本功能,也達(dá)到了非功能性的各種需求,滿足了用戶的基本需求,實(shí)現(xiàn)了便攜式甲醛氣體檢測儀的預(yù)期功能和穩(wěn)定性、并發(fā)性、安全性等預(yù)期目標(biāo)。本文設(shè)計(jì)的便攜式甲醛氣體檢測儀采用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理和顯示功能,在成本、功耗、體積、穩(wěn)定性等方面達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。便攜式甲醛快速檢測儀的研制,可以降低組建室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測實(shí)驗(yàn)室的成本,減少檢測費(fèi)用,具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前來看,本文設(shè)計(jì)的便攜式甲醛氣體檢測儀很好的解決了儀器在成本、環(huán)境耐受能力、功耗、響應(yīng)時(shí)間等方面的問題,但由于甲醛氣體傳感器易受到乙醇和甲醇等物質(zhì)的干擾,目前研究的便攜式甲醛氣體檢測儀還不能很好的解決選擇性問題,以后的工作將設(shè)法獲取甲醛氣體的特征參數(shù),解決其他氣體對(duì)甲醛測量的干擾問題。并且,隨著室內(nèi)空氣中甲醛污染日益嚴(yán)重,找到室內(nèi)空氣中甲醛污染的解決方法也是我們后期工作的重點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP216

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1276049