气体传感器智能测试系统和便携式酒精检测仪的研究

【摘要】： 采用气体传感器阵列与模式识别技术的智能气体识别仪器在军事、食品工业和环境检测等方面具有广阔的应用前景，近几年已成为气体传感技术领域研究的热点。本文着重开展了作为电子鼻硬件平台的气体传感器阵列测试系统和便携式酒精检测仪的研究。 研制成功的气体传感器阵列智能测试系统由计算机实时控制，可以实现测试气体的自动进样和数据采集与处理，提高了测试的重复性和可靠性。系统包括自动进样装置、数据采集单元和PC机应用软件等部分。进样装置的核心是自行设计开发的新型流量控制仪，该仪器采用数字接口，可以以联机和脱机方式工作，能够同时快速准确地输出4路流量控制信号，对测试气体的流量和浓度进行设定。软件系统用VC编写，具有友好的使用界面，可以实时进行数据处理和显示，同时采用可编程控制的方式进行系统控制，能完成复杂的测试操作。另外，作为电子鼻的硬件平台，该系统可以用于电子鼻的模式识别算法及其它各种应用研究，它已经成功地应用于新型微结构传感器阵列和电子鼻的研究。 研制成功的便携式酒精气体检测仪具有低功耗、智能化的特点，采用电池供电，LCD显示和USB接口，操作方便。检测仪硬件由微结构金属氧化物气体传感器阵列、气体进样装置及高速SOC单片机为核心的信号处理电路组成。在硬件设计中，着重于低功耗电路的设计，采用低功率器件和省电管理模式，使整个系统的工作功率低于1.5W。软件方面针对模式识别的运算量大的问题，提出了单片机中特征提取和嵌入式BP神经网络算法，提高了单片机处理速度。该检测仪在有汽油、香水等干扰的酒精检测中取得了良好的效果。