空氣質(zhì)量檢測與傳感器的應(yīng)用

德州學(xué)院機電工程系 馬傳彬 王志坤

空氣質(zhì)量檢測與傳感器的應(yīng)用

德州學(xué)院機電工程系 馬傳彬 王志坤

隨著人們發(fā)展腳步的不斷推進，由于各種因素導(dǎo)致的空氣污染也越發(fā)的嚴(yán)重。因此為了保證人們的生活質(zhì)量，我們需要對我們所在的生活環(huán)境進行空氣質(zhì)量檢測，以使我們的生活達到更加健康的水準(zhǔn)。傳感器逐漸成為了檢測應(yīng)用中的重要應(yīng)用技術(shù)，接下來對傳感器在空氣檢測方面的應(yīng)用原理做了詳細介紹，在推廣使用上做了詳細的分析，并在針對當(dāng)前利用傳感器來檢測空氣質(zhì)量的前景以及趨勢進行了展望。

空氣質(zhì)量；傳感器；檢測

人們時時刻刻都生活的一個被氣體充斥著的環(huán)境里，并且通過吸入空氣中的氧氣來生存，對于一個成年人一天需要吸入6500升空氣才能達到機體所需氧氣的需求量，由此可見空氣質(zhì)量關(guān)乎每一個人的健康。對空氣質(zhì)量的檢測轉(zhuǎn)換到應(yīng)用技術(shù)上來說就是利用微處理器檢測空氣中污染物的種類和濃度，并反饋統(tǒng)計數(shù)據(jù)值。

圖1 重要運行過程圖

1.空氣檢測系統(tǒng)原理簡介

空氣乃是人類一生賴以生存的必要物質(zhì)，這就決定了空氣環(huán)境的好與壞對人體的健康起著至關(guān)重要的作用。居室作為人主要活動場所，家飾材料中的化學(xué)成分也成了對人體至關(guān)重要的影響成分。本套檢測系統(tǒng)主要對氡、甲醛、氨、苯、PM2.5及TVOC等污染物質(zhì)進行精確檢測，準(zhǔn)確的計算出他們的濃度，系統(tǒng)的計算出空氣質(zhì)量指數(shù)，進而通過無線輸出設(shè)備傳送到云端進行數(shù)據(jù)分析處理保存，并傳送到空氣監(jiān)測儀顯示屏上，當(dāng)所測得的數(shù)據(jù)超過所設(shè)定的標(biāo)注值時觸發(fā)警報器。

2.空氣檢測系統(tǒng)系統(tǒng)功能及設(shè)計

空氣的純凈不純凈對人類身體的生命健康起關(guān)鍵作用，為了實現(xiàn)檢測系統(tǒng)對空氣污染物質(zhì)的精確檢測空氣質(zhì)量檢測儀內(nèi)部配備了甲醛傳感器，PM2.5傳感器，TVOC傳感器以及溫度濕度傳感器等多種傳感器。為了保證各種污染氣體成分受當(dāng)前空氣溫度濕度的影響，此套系統(tǒng)中還加入了溫濕度傳感器模塊，空氣的溫度濕度同時一并進行精確檢測并顯示在檢測儀顯示屏上。

同時為了此套系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的識別檢測多種氣體成分，系統(tǒng)中必定含有大量的傳感器在內(nèi)，所以我們優(yōu)化了傳感器在本套系統(tǒng)中的排列陣型，除去了傳感器之間相互交叉的敏感性，使其效用發(fā)揮到最佳。

本系統(tǒng)的主要設(shè)計體系是，首先由平衡列陣的氣體傳感器對收集到的氣體檢測處理，我們用運算放大器把收集到的信號進行放大并且利用濾波器優(yōu)化信號，然后通過信號調(diào)理電路傳送到MCU通過MCU對采集的數(shù)據(jù)進行精確的分析和處理，最終將整理的內(nèi)容傳送到顯示器上。此外還用到了其他一些硬件部分，包括無線通信模塊、報警系統(tǒng)和換氣系統(tǒng)等。重要運行過程如圖1所示。

3.空氣檢測系統(tǒng)系統(tǒng)的應(yīng)用及前景展望

當(dāng)今社會的發(fā)展和國家經(jīng)濟水平的不斷提高，我們面臨著嚴(yán)重的空氣污染問題，空氣質(zhì)量也進入到一個警戒階段，現(xiàn)在越來越多的人開始注重空氣質(zhì)量的健康，對于工廠有毒氣體的檢測，工業(yè)廢氣監(jiān)測以及對居住環(huán)境氣體的檢測都離不開空氣檢測系統(tǒng)，對于空氣檢測我們?nèi)祟惖奈骞俑兄峭耆荒芙鉀Q的，對于空氣檢測傳感器是必不可少的，只有借靠這套檢測系統(tǒng)才能進行精確地檢測才更好的提供一個優(yōu)良的生活環(huán)境，可以說空氣質(zhì)量的檢測關(guān)乎每個人的生命健康。

本產(chǎn)品利用微電子技術(shù)，傳感技術(shù)，信號處理技術(shù)等多種綜合性技術(shù)，它做到硬件成本最低化，體積最小化，軟件產(chǎn)品使用簡單，操作快捷，廣泛的使用面無論是在家居還是公共場所他都能夠擔(dān)以重任，生產(chǎn)利潤上有很大空間。對于當(dāng)前現(xiàn)階段的空氣質(zhì)量問題以及人們對健康標(biāo)準(zhǔn)的不斷高空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)將會有更加深入的研究以及更廣闊的市場空間。

[1]施京毅．基于氣體傳感器陣列的多氣體檢測及應(yīng)用[D]．西安:西北工業(yè)大學(xué)檢測技術(shù)及自動化裝置,2001．

[2]馬黎君．氣體傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及前景研究[J]．中國科技信息,2005．

[3]光電子技術(shù)與器件光學(xué)傳感、傳感器[J]．中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué),2007．

[4]崔九思．室內(nèi)空氣污染監(jiān)測方法[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002．

The application of air quality detection and sensor

Machuanbin Wangzhikun
（Mechanical and Electronic Engineering Department of Dezhou University，Dezhou Shandong，253023）

With the advancement of people development pace, due to various factors lead to air pollution is increasingly serious. So in order to guarantee the quality of people’s lives, we need for our own living environment air quality testing, in order to make our life more healthy level. Sensor has become the important application in the detection technology, the application of sensor in the air made a detailed introduction of principle of the detailed analysis on promote the use, and on the current use of prospect and trend of sensors to detect the air quality was discussed.

Air quality；Sensor；Detection

馬傳彬（1996—），男，山東聊城人，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于德州學(xué)院機電工程學(xué)院自動化專業(yè)。

王志坤（1982—），男，山東德州人，碩士研究生，講師，主要從事指導(dǎo)大學(xué)生科技文化創(chuàng)新實踐教學(xué)的研究。