二氧化碳检测仪的相关设计分析

来源： http://www.top17.net/ 　类别：技术文章　更新时间：2015-10-28　阅读次

　　地震救援行动成败的关键在于能否及时发现幸存者。在地震废墟狭小空间内，幸存者呼出的二氧化碳得以富集，可通过二氧化碳体积分数检测来搜索幸存者。为此，设计了一种适用于废墟现场使用的二氧化碳检测装置。目前广泛应用的二氧化碳传感器主要有固体电解质传感器、红外传感器等。固体电解质二氧化碳传感器是一种内含热敏电阻器混合式二氧化碳敏感元件，优点为体积小，对环境温湿度不敏感。缺点为预热时间长，一般2h才能达到稳定，因此，不适于现场工作的设备使用。二氧化碳检测仪采用内部无移动部件、测量过程不发生化学反应的非色散红外二氧化碳传感器，该传感器具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。
　　
　　二氧化碳检测仪单片机控制软件采用模块化设计，采用C语言编写，主程序流程如图。首先初始化系统配置，串口1接收二氧化碳模块输出的结果，串口2发送显示数据。通过按键输入海拔高度，经查表法得到气压值。串行单总线读取DS18B20测得的温度值，单片机ADC0读取电池电压。读入测量二氧化碳体积分数值，经温度、压力校正送屏幕显示。压力校正关系为以1013hPa为基准值，每升高1hPa测量值加0．1%，每降低1hPa测量值少0．1%;温度校正关系以22℃测量值为基准值，每升高1℃测量值减20×10－6，每降低1℃测量值加20×10－6。校正后的测量结果与预设值进行比较，如二氧化碳体积分数高于预设标准，则表示可能存在幸存者，系统发出声光报警，否则，进入循环检测。
　　
　　本二氧化碳检测仪重复性为0．6%，不确定度为1．5%，目前已经用于幸存者搜索的模拟实验。实验中一受试者进入约6m3的狭小空间，空间通风面积约0．02m2，通风处风速为0．2m/s，空间外二氧化碳体积分数为800×10－6，空间内二氧化碳体积分数变化如图5。实验表明:狭小空间内幸存者的呼吸可使空间内二氧化碳体积分数提高。