1。3气体检测器的种类
甲醛的化学性质十分活泼,所以甲醛可以通过多种定量分析的方法来测量[3]。常用的方法有分光光度法、色谱法、光学法、极谱法等仪器分析方法。另外,已经研究并开发了多种快速测量甲醛气体浓度的装置,有电化学传感器等。目前国内市场上的甲醛检测方法主要有:AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法、乙酰丙酮分光光度法、电化学传感器法[4]。上面的种种方面,有很多明显的缺点,比如:操作过程复杂、不够智能、制作成本巨大。
半导体气敏传感器的优点见表 1-1:
表 1-1半导体气敏传感器的优点
传感器 优点
半导体气敏传感器 响应速度快
稳定性高
范围大
性价比高
灵敏度高
1。3。1市场上比较常见的两种甲醛气体检测器
采用测试纸光电测光法:当甲醛气体吹到试纸上,发生化学反应标签反应变色和浸出。甲醛同试纸触碰后包含在试纸里的化学物质就会与甲醛发生反应生成化合物,颜色就可以从白色变为黄色。变色的程度可以反映的光的反射光的量,反映光的强度的变化率可以测量作为一个气体的甲醛含量的气体值[5]。我们通过设置标准值,就可以通过测量它的反应率来测量出甲醛气体的浓度值。在气体的采集方面有的是采用自动吸引式(内藏微型气泵),有的采用扩散式[5]。我们测量最看中的是准确性,而试验纸光电光度法却不能达到很高的准确性,因为它使用的是目视比色法,难免会出现视觉差异。所以并不是能够达到我的要求,尽管它的灵敏度高、测量速度快。
1。3。2缺点有以下2点
(1)纸光电测光法在每次测量时,都必须重新配制试剂,因为很多的试剂不好长时间的保存。对于我们来说,这个方法过于繁琐,而且浪费时间,并不实用;
(2) 每次测量完毕都是通过比色纸来做颜色的对比,这样一来误差就会变得很大,实验就会不准确,没有太大的测量价值。
而我根据所学的知识,并且结合论文的题目设计,我打算设计用电化学传感器来制作甲醛传感器。因为甲醛传感器是利用电化学传感器将甲醛气体浓度转换为微弱的电流信号,这是符合我的专业的设计。这样就可以通过电流电压变换电路将微弱的电流信号转换为可以测量的稳定的电压信号,增强了电信号的稳定性[5]。
1。4 系统设计思路
目前,现代电子技术的飞速发展,传感技术已经形成了一个独立的高科技领域[6]。本人计划设计通过模块化来完成整个设计,将整个设计分成几个模块,每个模块有它应该有的作用。每个模块的作用要写清楚,通过每个模块,我们可以知道该设计的每个部分的作用。最后画出整个设计的接线图,能够和每个模块相对应。
1。4。1传感器的优点
自动化程度高
小型化
MQ138甲醛传感器的优点: 集成化
降低了用户对于环境和技术的要求
便携性特别适合于野外、现场分析的需要
本次的设计选择了MQ138甲醛传感器,甲醛气体通过传感器的作用,使甲醛气体的化学信号变成单片机可以识别的电信号。传感器接触到甲醛气体后,金属电极于之发生反应,产生了电信号,此电信号与甲醛气体浓度成正比。控制电路需要强的电信号来连接,但甲醛传感器只能发出弱的电信号。因此本设计会加入一个放大电路,放大电路将弱的电信号放大,通过模数转换器转换成数字信号。这样就可以在LCD1602液晶显示器上显示结果。