恶臭电子鼻系统设计

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:gaohenghao
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随着经济的发展,工业化水平不断增长、人们生活水平也不断提高,随之演变的工业集中和人口密集等因素致使我国恶臭气体污染物排放量日益巨大。目前,恶臭气体污染已经成为大气污染的主要危害之一,它不仅污染了人类生存的环境,而且危害着人类的身心健康。因此,需要研究一种简捷而准确的测量方法,实现对恶臭气体的实时定量的监测,保证人们的生活质量。于是,恶臭电子鼻系统就应运而生。在恶臭污染控制领域,各国有相应的管理标准。但在恶臭气体电子鼻系统的研究领域,我国起步较晚,在技术上与起步较早的国家相比有一定的差距。针对这种情况,本课题在研究了人类嗅觉系统与电子鼻系统设计原理的基础上,设计开发了一套专门用于恶臭气体检测的恶臭电子鼻系统。整个恶臭电子鼻系统主要由硬件部分和软件部分两方面组成。恶臭电子鼻的硬件部分是基于单片机系统而设计完成的,主要由传感器阵列、系统控制电路和系统气路结构三大部分构成。其中,传感器阵列部分选择了专门气体测量的电化学传感器,提高了系统整体性能,简化了数据处理过程;系统控制电路部分充分利用了单片机C8051F020丰富的接口资源,保障了系统的功能扩展。本文采用一种新的系统气路结构,保证了测量过程和采集过程的连续性和重复性,减少外界因素的影响,提高了测量的精确度。软件部分由下位机软件和上位机软件组成。下位机软件采用汇编语言编写完成,既可以单独显示各通道采样数据,控制系统工作,也可以连接上位机实现数据采样并传送;上位机软件用LabVIEW编写,用户可以利用方便、简洁的界面不仅可以实现上位机对下位机的工作状态的控制,还可以实现对下位机采样的数据进行显示与存储管理。利用恶臭电子鼻系统分别对不同浓度的NH3、H2S和乙酸乙酯进行单一气体的实验测试,分析了各传感器在不同恶臭气体中的响应过程,为进一步的数据处理和模式识别提供理论参考。
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