便携式多气体浓度检测仪设计

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1、学校代码10459学号或申请号201312131592密级硕士学位论文便携式多气体浓度检测仪设计作者姓名：余健导师姓名：郑国恒学科门类：工学专业名称：物理电子学培养院系：物理工程学院完成时间：2016年4月AThesisSubmittedtoZhengzhouUniversityfortheDegreeofMasterDesignofPortableMulti-gasConcentrationDetectorByJianYuSupervisor:AssociateProf.GuohengZhengPhysicalElectronicPhysicalEngineeringCo

2、llegeApril2016学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研。究所取得的成果陈文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体集体已经发表或撰写过的科研成果，均己在文中明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者；舍化日期：Ｍ年女月日备勺学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅；本人授权郑州大学可１＾将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可从采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文一或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者；务集日期：＾；如作月日｜＾＾摘要现阶段，人类生活和生产活动中所使用的能源仍以化石能源为主。化石能源在生产和消耗过程中会产生大量气体，人类生活或工作环境中气体成份越来越复杂，随着有毒有害气体的积累，很容易造成安全隐患。受郑州某气体检测公司所托，针对环境中多种气体浓度检测

4、，本课题设计出一种能同时检测甲烷、氧气、硫化氢和一氧化碳四种气体浓度参数的便携式气体检测仪器，能够实时显示气体浓度值，并能根据预设定报警阈值发出报警信号。根据仪器的设计指标和气体检测方法的利弊，本课题选择电化学式和催化燃烧式两类气体传感器组合方案。研究并设计了四种气体传感器输出信号的信号调理电路，采用基于ARMCortex-M3内核的STM32微控制器作为主控芯片，片上外设ADC作为模拟信号采集的AD转换器，设计了三个按键和LCD显示屏作为人机交互模块，LED、蜂鸣器和震动马达作为报警电路模块等，由AD6.9完成系统原理图的编辑和PCB的绘制。在软件设计方面，本课题基于MD

5、K集成开发环境和STM32标准外设库完成系统应用编程，实现了系统在数据采集与处理、人机交互、报警、标定程序等方面的功能。采用模块化思想编程，便于后期的调试与修正。在数据采集与处理软件设计中加上数字滤波算法，提高了软件抗干扰能力和稳定性。在现有的实验条件下，完成对本系统的标定与测试工作，测试结果表明系统在量程、误差、报警等各种性能指标均能满足设计要求。最后本文指出了系统目前存在的不足，并指明了进一步完善系统的研究方向。关键词：气体检测；气体传感器；信号调理；多参数IABSTRACTAtpresent,humanlifeandproductionactivitiesandthe

6、useofenergyisgivenprioritytowithfossilfuels.Fossilenergyintheprocessofproductionandconsum-ptionwillproducealargeamountofgas,thegascompositioninhumanlifeorworkenvironmentmorecomplex,withtheaccumulationoftoxicorharmfulgases,itiseasytocausepotentialsafetyhazard.Byzhengzhouagastestingcompany,i

7、nviewoftheenvironmentinavarietyofgasconcentrationdetection,thistopiccandesignawhiledetectingmethane,oxygen,hydrogensulfideandcarbonmonoxidegasconcen-trationparametersofportablegasdetectioninstruments,canreal-timedisplaythegasdensity,andcansendoutalarmsignalacc