CN104569053A - 一种便携式有害气体检测系统及方法 - Google Patents

一种便携式有害气体检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便携式有害气体检测系统及方法，包括:传感器感应模块、数据选择器、信号调整模块、模数转换器、单片机、显示模块和输入模块；通过传感器感应模块对若干种不同气体的感应采集模拟信号；通过数据选择器选择其中一种气体的模拟信号作为输出信号；通过信号调整模块将模拟信号进行放大和滤波处理；通过模数转换器将数据选择器输出的模拟信号转换为数字信号；通过单片机将接收到的输入信号进行数据处理，对数字信号进行缓存，并发出控制指令；当显示模块接收到单片机发出的控制指令时，读取单片机中的数字信号并进行显示；通过输入模块对单片机进行参数设置和按键控制显示内容。本发明实现了对汽车内有害气体的检测与显示。

Description

一种便携式有害气体检测系统及方法
技术领域
本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料的技术领域，尤其是一种便携式有害气体检测系统及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，全国机动车辆数量和驾驶员人数猛增，在各种密闭的移动舱室环境中，由于舱室空间较小，密闭性较强，强制通风虽然可在一定程度上降低有害气体的浓度，但在某些作业条件下，有害气体浓度仍维持在一定水平。存在大量气体状态污染物，这些气体污染物以分子状态存在，大部分为物无机气体，例如CO、NO2、H2S、LEL、VOC、CO2、O3、NH3等。在行驶条件下，车内CO、SO2、NO2、H2S和总烃冬季高于夏季，而TSP和苯夏季高于冬季，CO2、甲苯的浓度无显著性季节差异。而长期接触低浓度的CO者会出现头痛、头晕、耳鸣、无力、记忆力衰退及睡眠障碍等神经系统症状；NO2虽不溶于水，但可经O3氧化后与水结合形成酸，它对肺组织会产生剧烈的腐蚀和刺激作用，使肺泡毛细血管通透性增加，进而形成肺水肿，并可启动细胞膜质过氧化作用，进一步导致细胞膜结构损伤和功能障碍；其他气体如NH3被大量吸入后可出现泪流、咽痛、声音嘶哑、咳嗽等，并伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，甲醛也有潜在的致癌危险性。
汽车内有害污染主要有苯、甲苯、二甲苯、甲醛、丙酮等有机溶剂蒸汽造成。有害气体主要来自于两个方面，一方面是汽车本身的内部饰件。目前我国家庭汽车市场的需求十分旺盛，很多厂家的汽车下了生产线就直接进入市场。如果总装厂对汽车零部件的质量把关不严格，不符合环保要求的塑料件、地毯、车顶毡、座椅等会直接造成车内的空气污染。另一方面是源于车主选择的汽车装饰。含有有害物质的真皮、海绵、地胶、地垫、黏合剂等不同程度地造成车内的空气污染，威胁到人体健康。
发明内容
本发明提供一种便携式有害气体检测系统及方法，所要解决的技术问题是不能及时检检测汽车内有害气体浓度，导致汽车内有害气体危害人体健康的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种便携式有害气体检测系统，包括:传感器感应模块、数据选择器、信号调整模块、模数转换器、单片机、显示模块和输入模块。
所述传感器感应模块，用于通过对若干种不同气体的感应采集模拟信号，并将所述模拟信号传输给数据选择器。
所述数据选择器，用于选择其中一种气体的模拟信号作为输出信号。
所述信号调整模块，用于将所述模拟信号进行放大和滤波处理后传输给所述模数转换器。
所述模数转换器，用于将所述数据选择器输出的模拟信号转换为数字信号。
所述单片机，用于将接收到的输入信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令。
所述显示模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行显示。
所述输入模块，用于对所述单片机进行参数设置和按键控制显示内容。
本发明的有益效果是：本发明通过多种有害气体传感器对汽车内的有害气体的浓度进行检测，并将检测到的气体浓度信号经过放大、滤波、转换和单片机处理后，实现了对有害气体浓度的检测和显示，对驾驶员和乘客的人身健康起到了警醒的作用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，还包括：语音报警模块和通信接口模块；所述语音报警模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行语音报警；所述通信接口模块，用于将所述单片机中的数字信号传输给外部计算机。
采用上述进一步方案的有益效果是增加了语音报警模块，可以设定当汽车内的有害气体浓度超过限定值时，进行语音报警，起到了及时提醒的作用；增加了通信接口模块，通过通信接口与外部计算机进行通信，通过外部计算机可以对采集到的更加复杂的数据进行处理。
进一步，所述通信接口模块为USB通信接口模块。
进一步，所述传感器感应模块包括若干个气体传感器电路，所述气体传感器电路中的气体传感器采用半导体式气体传感器。
进一步，所述气体传感器为甲烷传感器、酒精传感器、一氧化碳传感器、硫化氢传感器和/或氨气传感器中的一种或多种。
进一步，所述数据选择器为2选1数据选择器、4选1数据选择器、8选1数据选择器或16选1数据选择器中的一种。
进一步，所述信号调整模块包括差动放大电路和滤波电路；所述差动放大电路用于将输入信号的差值进行放大；所述滤波电路为二级有源低通滤波电路，用于将放大后的输入信号进行低通滤波。
进一步，所述模数转换器采用ADC0832转换芯片。
本发明还提供一种便携式有害气体检测方法，包括以下步骤：
步骤1：采集若干种不同气体的模拟信号；
步骤2：选择其中一种气体的所述模拟信号；
步骤3：对步骤2中选择的所述模拟信号进行放大和滤波处理；
步骤4：将步骤3中处理后的所述模拟信号转换为数字信号；
步骤5：将所述数字信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令；
步骤6：:接收所述控制指令，读取所述数字信号并进行显示。
附图说明
图1为本发明一种便携式有害气体检测系统的原理框图；
图2为本发明一种便携式有害气体检测方法的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种便携式有害气体检测系统，包括:传感器感应模块、数据选择器、信号调整模块、模数转换器、单片机、显示模块和输入模块。
所述传感器感应模块，用于通过对若干种不同气体的感应采集模拟信号，并将所述模拟信号传输给数据选择器。
所述数据选择器，用于选择其中一种气体的模拟信号作为输出信号。
所述信号调整模块，用于将所述模拟信号进行放大和滤波处理后传输给所述模数转换器。
所述模数转换器，用于将所述数据选择器输出的模拟信号转换为数字信号。
所述单片机，用于将接收到的输入信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令。
所述显示模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行显示。
所述输入模块，用于对所述单片机进行参数设置和按键控制显示内容。
本发明还包括：语音报警模块和通信接口模块；所述语音报警模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行语音报警；所述通信接口模块，用于将所述单片机中的数字信号传输给外部计算机。增加了语音报警模块，可以设定当汽车内的有害气体浓度超过限定值时，进行语音报警，起到了及时提醒的作用；增加了通信接口模块，通过通信接口与外部计算机进行通信，通过外部计算机可以对采集到的更加复杂的数据进行处理。
所述通信接口模块为USB通信接口模块。
所述传感器感应模块包括若干个气体传感器电路，所述气体传感器电路中的气体传感器采用半导体式气体传感器。
所述气体传感器为甲烷传感器、酒精传感器、一氧化碳传感器、硫化氢传感器和/或氨气传感器中的一种或多种。
所述数据选择器为2选1数据选择器、4选1数据选择器、8选1数据选择器或16选1数据选择器中的一种。
所述信号调整模块包括差动放大电路和滤波电路；所述差动放大电路用于将输入信号的差值进行放大；所述滤波电路为二级有源低通滤波电路，用于将放大后的输入信号进行低通滤波。
所述模数转换器采用ADC0832转换芯片。
如图2所示，一种便携式有害气体检测方法，包括以下步骤：
步骤1：采集若干种不同气体的模拟信号；
步骤2：选择其中一种气体的所述模拟信号；
步骤3：对步骤2中选择的所述模拟信号进行放大和滤波处理；
步骤4：将步骤3中处理后的所述模拟信号转换为数字信号；
步骤5：将所述数字信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令；
步骤6：:接收所述控制指令，读取所述数字信号并进行显示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，包括:传感器感应模块、数据选择器、信号调整模块、模数转换器、单片机、显示模块和输入模块；
所述传感器感应模块，用于通过对若干种不同气体的感应采集模拟信号，并将所述模拟信号传输给数据选择器；
所述数据选择器，用于选择其中一种气体的模拟信号作为输出信号；
所述信号调整模块，用于将所述模拟信号进行放大和滤波处理后传输给所述模数转换器；
所述模数转换器，用于将所述数据选择器输出的模拟信号转换为数字信号；
所述单片机，用于将接收到的输入信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令；
所述显示模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行显示；
所述输入模块，用于对所述单片机进行参数设置和按键控制显示内容。
2.根据权利要求1所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，还包括：语音报警模块和通信接口模块；所述语音报警模块，用于当接收到所述单片机发出的控制指令时，读取所述单片机中的数字信号并进行语音报警；所述通信接口模块，用于将所述单片机中的数字信号传输给外部计算机。
3.根据权利要求2所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述通信接口模块为USB通信接口模块。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述传感器感应模块包括若干个气体传感器电路，所述气体传感器电路中的气体传感器采用半导体式气体传感器。
5.根据权利要求4所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述气体传感器为甲烷传感器、酒精传感器、一氧化碳传感器、硫化氢传感器和/或氨气传感器中的一种或多种。
6.根据权利要求1至3任一项所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述数据选择器为2选1数据选择器、4选1数据选择器、8选1数据选择器或16选1数据选择器中的一种。
7.根据权利要求1至3任一项所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述信号调整模块包括差动放大电路和滤波电路；所述差动放大电路用于将输入信号的差值进行放大；所述滤波电路为二级有源低通滤波电路，用于将放大后的输入信号进行低通滤波。
8.根据权利要求1至3任一项所述一种便携式有害气体检测系统，其特征在于，所述模数转换器采用ADC0832转换芯片。
9.一种便携式有害气体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集若干种不同气体的模拟信号；
步骤2：选择其中一种气体的所述模拟信号；
步骤3：对步骤2中选择的所述模拟信号进行放大和滤波处理；
步骤4：将步骤3中处理后的所述模拟信号转换为数字信号；
步骤5：将所述数字信号进行数据处理，对所述数字信号进行缓存，并发出控制指令；
步骤6：:接收所述控制指令，读取所述数字信号并进行显示。
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