一种操场有害气体检测装置

2017-03-20王玥晗

中国新技术新产品 2017年6期

关键词：操场

王玥晗

摘要：本文设计了一种操场有害气体检测装置。该装置主要由两套检测装置、处理系统、报警装置、支架等部分组成。两套检测装置内含有传感器，通过传感器采集的信息，从而对操场有害气体进行检测。通过与其他技术比较，该装置针对性强，是一种高效检测装置。

关键词：有害气体；检测装置；操场

Abstract： Designing a gas detector of detecting harmful gas automatically. This detector is composed of two kinds of detectors. disposal system.warning device and holder. The two kinds of detectors have some sensors. It can detect harmful gas by the sensor. Compared with other techniques. this detector is a specialized and effcient device.

Keywords： harmful gas； checkout equipment； playground

中图分类号：TP206 文献标识码：A

1.工作原理

有害气体检测装置的整体图如图1所示。

具体工作原理为：各类气体传感器位于第一检测装置1和第二装置检测该装置5之中。传感器检测到的数据通过气体信号放大器6传送回电路板7，电路板7中装有89C52单片机，根据分析处理信息作出反应，进而控制警示灯13和扬声器10完成报警工作。

2.重要部件的结构

2.1 传感器原理

如图2所示，传感器的原理为恒电位电解法，有3个电极处于酸性电解液中，分别是工作电极、计数电极、参考电极。其中工作电极为一块具有催化功能的金属，覆盖在具有通气、憎水性的膜上。气体经过扩散，经过多孔的膜在其上面进行氧化或者还原，进而产生电子进入工作电极。以一氧化碳为例，其反應为：

O+H2O=O2+2H++2e+

由反应可知一氧化碳的浓度增大其产生的电子也会增多，从而在电路中产生电流也会增大，通过放大电路的放大作用，进而转化为信号传出。

2.2 处理器工作原理

如图3所示，该系统以89C52单片机为核心。当有毒气体产生时，传感器会探测有毒气体，随着其浓度增加会产生，传感器中产生的电子会不断增多，通过电极得以收集。随后经过信号放大电路，把收集到的信号进行放大，经过A/D转换电路，进入单片机内进行处理。若有异常，单片机会控制报警模块进行报警。同时，摄像头产生的信息会经单片机存入存储模块。

2.3 其他结构的设计

如图1所示，该装置的其他结构特征如下：

圆柱形外壳101和球形外壳501的外表面均设有防水涂层9，主要用于防止雨水侵蚀。该检测装置圆柱形外壳101的外表面顶端安装有扬声器10，起到提醒的作用。该检测装置的采用支架材料为Q235。连接架2的下部设计有第一防护盖12，防止第一检测装置1直接接触雨雪或被撞击。球形外壳501的顶端卡接有第二防护盖14，防止第二检测装置5直接接触雨雪或被撞击。第一载物板3的上表面中部安装有摄像头15，该摄像头用于监控机器安。第一载物板3的侧壁均设有防护网16，用于保护摄像头15。

4.创新点

该装置设计与制造有很多创新点：

（1）该检测装置通过装有两套检测装置，可以检测多种有害气体，检测范围广。

（2）使用微型处理器对数据进行科学处理，算法更加合理，处理结果精准。

（3）该检测装置配套有警示灯，扬声器，能及时报警，实现快速处理。

（4）该检测装置配套有摄像头、防护网盖等装置，有效地保障了装置的安全和寿命。

（5）该检测装置结构精巧，装置稳定性高，针对性强，适用于大面积推广。

结论

本装置正处于开发和试验阶段，面对有毒气体的检测问题，提出了一种针对操场的有毒气体检测的设计。本设计机构在以下方面取得了研究成果：

①通过对处理系统的分析，得到了处理控制的框图，使得处理器可以处理各种有毒气体数据。

②对传感器原理实行了分析研究，论证了其可行性。

③通过对该检测装置的设计分析完全可以满足学校有毒气体检测的需求。