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二氧化碳檢測儀的相關(guān)設(shè)計(jì)分析

來源： http://www.cyclopedia-michael.cn/ 　類別：技術(shù)文章　更新時間：2015-10-28　閱讀次

　　地震救援行動成敗的關(guān)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?jǐn)?shù)檢測來搜索幸存者。為此，設(shè)計(jì)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(yīng)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(diǎn)為體積小，對環(huán)境溫濕度不敏感。缺點(diǎn)為預(yù)熱時間長，一般2h才能達(dá)到穩(wěn)定，因此，不適于現(xiàn)場工作的設(shè)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(xué)反應(yīng)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(yīng)時間快、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
　　
　　二氧化碳檢測儀單片機(jī)控制軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，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(jī)ADC0讀取電池電壓。讀入測量二氧化碳體積分?jǐn)?shù)值，經(jīng)溫度、壓力校正送屏幕顯示。壓力校正關(guān)系為以1013hPa為基準(zhǔn)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(guān)系以22℃測量值為基準(zhǔn)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(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，如二氧化碳體積分?jǐn)?shù)高于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，則表示可能存在幸存者，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，否則，進(jìn)入循環(huán)檢測。
　　
　　本二氧化碳檢測儀重復(fù)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(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中一受試者進(jìn)入約6m3的狹小空間，空間通風(fēng)面積約0．02m2，通風(fēng)處風(fēng)速為0．2m/s，空間外二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為800×10－6，空間內(nèi)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)變化如圖5。實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)提高。

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