二氧化碳檢測儀的相關設計分析

來源： http://www.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現幸存者。在地震廢墟狹小空間內，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檢測來搜索幸存者。為此，設計了一種適用于廢墟現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傳感器、紅外傳感器等。固體電解質二氧化碳傳感器是一種內含熱敏電阻器混合式二氧化碳敏感元件，優點為體積小，對環境溫濕度不敏感。缺點為預熱時間長，一般2h才能達到穩定，因此，不適于現場工作的設備使用。二氧化碳檢測儀采用內部無移動部件、測量過程不發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。首先初始化系統配置，串口1接收二氧化碳模塊輸出的結果，串口2發送顯示數據。通過按鍵輸入海拔高度，經查表法得到氣壓值。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值，經溫度、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。校正后的測量結果與預設值進行比較，如二氧化碳體積分數高于預設標準，則表示可能存在幸存者，系統發出聲光報警，否則，進入循環檢測。
　　
　　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為800×10－6，空間內二氧化碳體積分數變化如圖5。實驗表明:狹小空間內幸存者的呼吸可使空間內二氧化碳體積分數提高。