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二氧化碳檢測儀的相關設計分析

來源： http://m.siela.cn/ 　類別：技術文章　更新時間：2015-10-28　閱讀次

　　地震救援行動成敗的關鍵在于能否及時發(fā)現(xiàn)幸存者。在地震廢墟狹小空間內(nèi)，幸存者呼出的二氧化碳得以富集，可通過二氧化碳體積分數(shù)檢測來搜索幸存者。為此，設計了一種適用于廢墟現(xiàn)場使用的二氧化碳檢測裝置。目前廣泛應用的二氧化碳傳感器主要有固體電解質(zhì)傳感器、紅外傳感器等。固體電解質(zhì)二氧化碳傳感器是一種內(nèi)含熱敏電阻器混合式二氧化碳敏感元件，優(yōu)點為體積小，對環(huán)境溫濕度不敏感。缺點為預熱時間長，一般2h才能達到穩(wěn)定，因此，不適于現(xiàn)場工作的設備使用。二氧化碳檢測儀采用內(nèi)部無移動部件、測量過程不發(fā)生化學反應的非色散紅外二氧化碳傳感器，該傳感器具有測量范圍寬、靈敏度高、響應時間快、選擇性好、抗干擾能力強等特點。
　　
　　二氧化碳檢測儀單片機控制軟件采用模塊化設計，采用C語言編寫，主程序流程如圖。首先初始化系統(tǒng)配置，串口1接收二氧化碳模塊輸出的結(jié)果，串口2發(fā)送顯示數(shù)據(jù)。通過按鍵輸入海拔高度，經(jīng)查表法得到氣壓值。串行單總線讀取DS18B20測得的溫度值，單片機ADC0讀取電池電壓。讀入測量二氧化碳體積分數(shù)值，經(jīng)溫度、壓力校正送屏幕顯示。壓力校正關系為以1013hPa為基準值，每升高1hPa測量值加0．1%，每降低1hPa測量值少0．1%;溫度校正關系以22℃測量值為基準值，每升高1℃測量值減20×10－6，每降低1℃測量值加20×10－6。校正后的測量結(jié)果與預設值進行比較，如二氧化碳體積分數(shù)高于預設標準，則表示可能存在幸存者，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，否則，進入循環(huán)檢測。
　　
　　本二氧化碳檢測儀重復性為0．6%，不確定度為1．5%，目前已經(jīng)用于幸存者搜索的模擬實驗。實驗中一受試者進入約6m3的狹小空間，空間通風面積約0．02m2，通風處風速為0．2m/s，空間外二氧化碳體積分數(shù)為800×10－6，空間內(nèi)二氧化碳體積分數(shù)變化如圖5。實驗表明:狹小空間內(nèi)幸存者的呼吸可使空間內(nèi)二氧化碳體積分數(shù)提高。

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