酒精浓度检测仪论文：基于C8051F005的酒精检测仪设计.pdfVIP

基于C8051F005的酒精检测仪设计 张　恒 摘要：本文以半导体气体传感器为核心，采用C8051F005单片机为处理器，设计了能准确检测气体中酒精的检测仪。通过对不同酒 精浓度的酒品进行实验，可以对不同浓度的酒品进行检测。此检测仪能用于酒后驾车等场合，具有现实意义。 关键词：半导体气体传感器　C8051F005　酒精　LabVIEW 近年来，酒后驾车事故以及工厂酒精爆炸等事故屡见不鲜。 为了预防事故的发生，需要对空气中的酒精浓度进行及时检测以 及报警，防止事故的发生。 本文采用半导体气体传感器为检测模块，设计了一种能及时 检测酒精浓度的检测仪。系统地整体框架如图1所示。 图 2　SB-30的应用电路 图 1　整体框架 传感器SB-30的1脚接地，2脚输出，利用C8051F005单片机中 由整体框架图分析，设计主要分为三个模块：传感器探测 的双12位DAC之一D提供0.9V的电压给MAX407，再经过电压跟随 模块、信号采集及处理模块、显示和报警模块。其中气体传感器 器，给传感器的3脚提供0.9V的偏置电压电压。另外2脚输出接单 采用直热式半导体气体传感器ST-03B，气体传感器与C8051F005 片机ADC模块，进行A/D转换。 相连，而C8051F005的DAC输出电压，作为传感器的偏置电压， 2. 信号采集及处理。 C8051F005得到传感器的电压信号，并计算气体浓度和与外部显示 CYGNAL的C8051F005是一种在系统可编程混合信号SOC单 器通信。当气体浓度达到一定值时能够报警。 片机。它能够在一个小芯片上实现气体探测监控器的大部分功 能。速度为100ksps片内12位ADC能够实现精确的电压测量，并 1. 酒精浓度采集。 具有可编程超界检测功能。片内的可编程PGA可以调节输入电压 气体传感器是将气体种类与含量有关的信息转换成电信号 以弥补传感器特征的变化。片内的双12位DAC之一可以用来产生 输出，常见的气体传感器有半导体气体传感器、接触燃烧式传感 激励电压。 器、化学反应式传感器、光干涉式气体传感器、热传导方式等。 C8051F005的信号采集ADC和DAC输出偏置电压模块都只需 半导体气体传感器具有灵敏度高、价格低、构造与电路简单等优 要通过简单的编程即可实现，因此使用起来十分方便。检测到传 点，且酒精是还原性气体，因此综合考虑，本设计使用的是直热 感器的电压信号后，将检测电压值进行处理，将结果在LCD上显 式半导体气体传感器ST-03B。 示出来，并且，设定一个浓度值，当酒精浓度超过该值时，蜂鸣 半导体气体传感器是利用半导体材料与气体相接处的时，产 器报警。 生半导体特性（如电导率等化学性质）变化原理，进行检测气体 其中ADC的编程设置为：选择模拟通道；配置ADC基准电 成分或测量气体含量的传感器。由于该半导体气体传感器是利用 压；设置中断；数据转换。若选用基准电压2.43V，那么DAC输出 一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同 0.9V的电压计算方法为： 而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率 x ×2.43 0.9V ， （1） 12 的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反 2 −1