酒精浓度检测仪

酒精浓度检测仪

学生学号：

学生姓名：

指导教师：

机电工程系

2012年10月 30 日

机电一体化专业群专业综合训练任务书任务名称酒精浓度检测仪

学生姓名学号

指导教师专业班级

任务内容要

求传感器信号采集AD转换

单片机运算LED灯显示

报警

时间安排第一周选择可用的传感器

第二周分析设计流程图

第三周设计程序

第四周设计电路调试及写实验报告

结题要求.

成绩评定

指导教师

签字

年月日

目录

任务书 (1)

摘要 (3)

关键字 (3)

一、气敏传感器 (4)

1.1 气敏传感器工作原理 (4)

1.2 气敏传感器 (4)

二、酒精浓度检测仪发展的现状 (5)

2.1 气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展 (5)

2.2 国内现状与差距 (6)

三、系统硬件设计……………………………………………………………………6.

3．1 系统整体设计方案 (6)

3.2 MQK2传感器的特性及性能指标 (7)

3.2.1特性 (7)

3.2.2应用 (7)

3.2.3特性参数 (7)

3.2.4注意事项 (8)

3.2.5工作环境 (8)

3.2.6传感器输出电压与酒精浓度关系 (8)

3.3 传感器信号采集电路 (8)

3.4 A/D转换电路 (9)

3.4.1 ADC0809的内部逻辑结构 (9)

3.4.2 ADC0809引脚结构 (10)

3.4.3 ADC0809对输入模拟量要求 (11)

3.4.4 ADC0809通道选择 (11)

3.4.5 ADC0809应用说明 (12)

3.5单片机系统 (12)

四、软件处理部分……………………………………………………………………15.

4.1 酒精测量处理部分 (15)

4.2.1 程序设计 (16)

五、设计中的问题 (18)

总结 (18)

致谢 (19)

参考文献 (19)

摘要

从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。同时，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，资料显示,我国近几年发生的重大交通事故中,有将近三分之一是由酒后驾车引起的。由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高,为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。此外，酒精测试仪也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。如今，气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。

综观现有的酒精检测器,系统实现方案上大部分以单片机为基础,并借助相应的外围电路,将检测结果通过LED、LCD等显示方式告知使用者。本设计用的MQK2酒精传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。

关键词：酒精传感器 MQK2 AT89S52单片机

一、气敏传感器

1. 1 气敏传感器工作原理

气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。半导体气敏传感器对于低浓度气体具有很高的灵敏度，具有嗅觉功能，能自动检测瓦斯浓度。一旦瓦斯超限，气敏传感器即可自动报警，然后采取先抽后采的原则，即可防止瓦斯爆炸事故的发生。

半导体气敏传感器是利用待测气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化来检测气体的种类和浓度的。当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处时，如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放电子，而形成正离子吸附。如H2、CO、碳氢化合物等，被称为还原型气体。当还原型气体吸附到N型半导体上时，载流子增多，使半导体电阻值下降。

1.2 气敏传感器

气敏传感器是酒精检测系统的核心，通常安装在探测头内。从本质上讲气敏传感器是一种将某种气体的体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气敏传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的测量。

目前普遍使用的气敏传感器有燃料电池型（电化学型）和半导体型两种。他们能够制造便携型呼气酒精浓度测试器，适合于现场使用。与半导体传感器相比，