集成氣體探測器溫度控制電路研究.pdf

1、近年來，環(huán)境問題受到越來越多的關注，在環(huán)境監(jiān)測、室內裝修、食品安全、化工生產等領域內，對揮發(fā)性有機氣體的濃度檢測變得尤為重要。聲表面波（SAW）與氣相色譜聯(lián)用作為一種快速靈敏的氣體探測器，具有廣泛的應用前景。該氣體探測器中多個模塊需要對溫度進行嚴格的控制，從而提高系統(tǒng)的靈敏度和檢測極限。氣體探測器中傳統(tǒng)色譜裝置的加熱系統(tǒng)體積大，功率高，不利于整體探測系統(tǒng)的小型化，本文研究了一種便攜式小型化的溫度控制裝置，能夠實現(xiàn)恒溫和程序升溫控制，并編

2、寫相應的上位機軟件。
　　本研究主要內容包括：⑴基于PIC單片機的氣體檢測溫度控制電路設計。設計了TEC恒溫電路，富集器脈沖加熱電路，溫度讀取模塊。利用單片機的定時器模塊，通過編寫軟件程序，完成對檢測流程中各個器件的開關控制。完成讀頻模塊的軟件設計。讀頻精度達到0.004％。⑵基于Modbus協(xié)議的通信模塊設計。完成RS-485硬件接口的轉換電路，設計指令代碼對溫控器設置參數(shù)和動作操作，在Visual Basic6.0開發(fā)環(huán)境中完

3、成上位機軟件的編程，實現(xiàn)復位/開始，參數(shù)整定，恒溫和程序升溫切換，編寫升溫程序，設定恒溫溫度點等功能，并對實時溫度變化進行反饋和作圖。⑶對富集器脈沖加熱、SAW氣室恒溫和快速色譜裝置進行了測試，富集器脈沖加熱能在1.6s內升溫到170℃。SAW氣室恒溫測試中，TEC電路的熱敏電阻兩端電壓為0.695V±1mV，溫度曲線穩(wěn)定平滑，控溫精度大于0.1℃。便攜式色譜在恒溫時溫度偏差小于±0.1℃，程序升溫過程中，升溫速率可以達到50℃/min