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基本信息
- 項目名稱：
- 低成本室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 作品為一款低成本的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀，面向普通消費群體，適用范圍廣泛，可實現(xiàn)實時監(jiān)控，當(dāng)有害氣體超標(biāo)實時報警。
- 詳細介紹：
- 作品為一款低成本的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀，面向普通消費群體，適用范圍廣泛。以51單片機為主控芯片，將有害氣體含量轉(zhuǎn)化為微弱電信號，經(jīng)放大調(diào)理后，由單片機采樣和變換運算，最終以LCD顯示屏輸出結(jié)果?？蓪崿F(xiàn)實時監(jiān)控，當(dāng)有害氣體超標(biāo)實時報警。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計：面向普通消費者，攜帶方便，使用簡單，具有通信、圖表顯示、實時監(jiān)測報警多種功能，可檢測多種有害氣體。 發(fā)明目的：目前市面上檢測儀大多面向?qū)I(yè)機構(gòu)，價格昂貴，遠高于大眾消費水平，且操作專業(yè)，需要連接大型設(shè)備分析。因此設(shè)計這一款面向大眾的低成本室內(nèi)空氣質(zhì)量探測儀。 基本思路：通過氣體傳感器將有害氣體含量轉(zhuǎn)化為微弱電信號，經(jīng)放大調(diào)理后，由單片機采樣和變換運算，最終以LCD顯示屏輸出結(jié)果。 創(chuàng)新點：相對于國內(nèi)同類產(chǎn)品價格低廉，便攜，操作簡單，能提供在線幫助，適合普通消費者使用，具通信、圖表顯示、實時監(jiān)測報警等功能，消除了同類產(chǎn)品的單一性。 技術(shù)關(guān)鍵： (1)氣體傳感檢測技術(shù):傳感器與氣體接觸反應(yīng)，將響應(yīng)信號以電壓、電流的變化形式放大、轉(zhuǎn)換和計算后在液晶屏上顯示出有毒氣體的含量，濃度超標(biāo)時報警。響應(yīng)快，功耗低。 (2)微信號放大技術(shù):由低功耗運算放大器組成的兩級放大電路將傳感器產(chǎn)生的微弱電信號放大100萬倍。 (3)數(shù)字化技術(shù)：采用主控單片機STC5410AD芯片，其自帶10位AD轉(zhuǎn)換器，滿足測量精度的要求，簡化電路，又降低功耗及成本。 主要技術(shù)指標(biāo)： 檢測氣體：甲醛等 精度：±5%左右 分辨率：0.02ppm 檢測范圍：0.00-2.00毫克/立方米
科學(xué)性、先進性
- (1)低成本:采用價格低廉但功能強大的STC單片機作為主控芯片，傳感器（除甲醛傳感器外）采用國內(nèi)成熟產(chǎn)品。而其他同類產(chǎn)品多采用國外高精度傳感器，價格昂貴。 (2)便攜式:體積小，電池供電，方便攜帶，可適用于不同場合。 (3)功耗低:使用低壓電源和低功耗運算放大器，功耗較底。 (4)實用性:作品外觀精美小巧，操作簡便，平時顯示時間和空氣質(zhì)量狀態(tài)，增強了實用性。 (5)多路采集:可同時檢測多種有害氣體，實現(xiàn)對室內(nèi)的空氣質(zhì)量情況的進行監(jiān)測報警。 參考文獻： [1]（美）Tom Petruzzellis（著）,李大寨（譯）.科學(xué)出版社.傳感電子制作[M] [2] 孫余凱,吳鳴山,項綺明. 電子工業(yè)出版社. 傳感器應(yīng)用電路300例[M] [3] 張洪潤,傅謹(jǐn)新. 北京航空航天大學(xué)出版社. 傳感器應(yīng)用電路200例[M]
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通許可
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品和現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明： 操作簡便，平時顯示時間和空氣質(zhì)量狀態(tài)，可手動切換查看有害氣體含量，超標(biāo)自動報警并切換顯示。 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 采用電化學(xué)傳感器，可快速準(zhǔn)確地檢測有害氣體含量，便攜、非接觸式，成本低，定位于大眾,附時間和空氣質(zhì)量狀態(tài)顯示，消除了以往產(chǎn)品的單一性。使用低壓電源，功耗低。 適用范圍及推廣前景： 目前大多檢測儀器精度較高，但昂貴且體積較大，該產(chǎn)品選用低成本傳感器，精度達到國家標(biāo)準(zhǔn)，成本較低，適合普通消費群體。該作品適用于室內(nèi)、車廂內(nèi)空氣質(zhì)量實時檢測。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測： 新裝修的房子，辦公室及新家具帶來的有害氣體影響著人們健康。目前居民日益關(guān)注家居環(huán)境的空氣質(zhì)量。國內(nèi)外各類檢測儀器價格普遍昂貴，僅適合專業(yè)機構(gòu)。該產(chǎn)品價格合理，功能實用，具有廣闊的市場。
同類課題研究水平概述
- 隨著社會發(fā)展及生活質(zhì)量的提高，人們越來越關(guān)注有害氣體帶來的危害。為快速準(zhǔn)確地檢測出有害氣體的濃度，及時采取有效的預(yù)防措施，許多國家都致力于有害氣體檢測儀器的研究，并取得了一定的成就。 現(xiàn)在國內(nèi)外已有的成就 目前，我國有害氣體檢測儀器使用的傳感器沒有十分成熟的理論和技術(shù)，仍處于探索中。所使用的測量儀器基本上應(yīng)用電學(xué)傳感器、半導(dǎo)體傳感器或化學(xué)、物理方法，一般測量儀只能檢測單一氣體。目前傳感器主要應(yīng)用光子技術(shù)，將氣體的氣味、毒性等信息轉(zhuǎn)換為力學(xué)量，建立光子能量和力學(xué)量的關(guān)系，識別不同氣體的含量。電化學(xué)氣體傳感器體積小、響應(yīng)快、可連續(xù)檢測等優(yōu)點。我國電化學(xué)氣體傳感器研發(fā)起步較晚，一些核心技術(shù)還受制于某些國家。 便攜式氣體檢測儀表使用的敏感元件性能代表了儀表整體性能。經(jīng)多年努力，沿用已有的基本檢測原理，在加工工藝、催化劑、穩(wěn)定劑的配方及元件結(jié)構(gòu)均有了較大改進，元件性能得到大幅度提高。另外由于便攜式儀器操作方便，體積小巧，采用堿性電池供電,使用時間長，所以此類儀器在各類工廠和衛(wèi)生部門應(yīng)用廣泛。 基于以上原理，如今國內(nèi)外已研制出不同類型功能不一的有害氣體檢測儀器，具代表性的有德國Drager公司的Multiwarn，法國OLDHAM公司的MX21，美國ESC公司的氣體檢測儀，日本理研株式會社的GX86、GXlll、GX91、GX82，我國河南英特電氣設(shè)備有限公司的MC多功能氣體檢測儀，上海恩信儀表有限公司的有毒有害氣體檢測儀,北京卓安科貿(mào)有限責(zé)任公司的袖珍式多參數(shù)氣體檢測儀等。 受元件特性、材料等因素約束，上述產(chǎn)品體積比較大、或價格偏高，部分精度還達不到要求，多用于專業(yè)部門檢測，不利于推廣到一般家庭。 國內(nèi)外發(fā)展趨勢 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，儀表向小型化、多參數(shù)組合與智能化方向發(fā)展。當(dāng)前新開發(fā)的儀表所具有的智能化，確切講達不到智能化要求，應(yīng)稱之為程序化。幾種目前技術(shù)水平較高的所謂的智能化功能：自動校正，可燃氣的對比參數(shù)的檢測，電化學(xué)毒氣元件的自動識別，背景氣體干擾的抑制。 隨著制造技術(shù)的發(fā)展，便攜式多氣體檢測儀器是一個新的選擇。這種檢測儀可配備多個氣體檢測傳感器，具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、多氣體濃度同時顯示的特點。
