dart达特甲醛传感器diy制作教程
基于单片机的室内甲醛检测仪的设计
基于单片机的甲醛浓度检测仪的设计目录1引言 (3)1.1甲醛的特性及危害 (3)1.2甲醛的来源 (3)2总体设计方案 (3)2.1系统设计方案基本要求 (3)2.2系统设计思路 (3)3系统设计方案论证 (4)3.1方案一:基于普通51单片机和国产MQ138传感器的设计方案 (4)3.2方案二基于增强型单片机和进口传感器的设计方案 (4)4单片机甲醛检测技术 (4)4.1STC12C5A60S2单片机 (4)4.2LTC1049CN8运算放大器 (5)4.3LCD1602液晶屏 (6)4.4甲醛传感器 (6)5系统硬件部分设计 (7)5.1系统整体电路原理 (8)5.1.1系统放大电路设计 (8)5.1.2系统单片机及显示电路设计 (8)5.1.3系统报警电路设计 (9)6系统软件部分设计 (10)7系统硬件仿真测试 (11)8误差分析及改进方法 (12)9设计总结 (13)致谢 (13)参考文献 (13)1.引言1.1甲醛的特性及危害甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。
其37%的水溶液称为福尔马林，医学和科研部门常用于标本的防腐保存。
在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
[1]甲醛能与蛋白质结合，吸入高浓度甲醛后会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。
全身症状有头痛、乏力、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。
[2]1.2甲醛的来源1.室内装修所用的合成板材，如胶合板、细木工板、高密度板、刨花板。
这些板材中甲醛起胶合剂、防腐剂的作用，主要用于加强板材的硬度、防虫、防腐。
板材中残留的和未参与反应的甲醛逐渐向周围环境释放，是室内空气中甲醛的主要来源。
英国DART甲醛HCHO传感器（中文版）
英国DART甲醛HCHO传感器（中文版）该传感器是两电极电化学型的传感器，通过扩散原理实现，因此不需要外部采样硬件。
当有甲醛气体存在的时候，将会有一个很小的直流产生；传感器本身不需要电源供应，但是产生的这个电流需要外部的数据采集将其变为可读的信号。
有几种选择满足客户不同的应用。
甲醛传感器特别注意：传感器测试在293K,1个大气压下，相对湿度为35%。
传感器储存在密封的塑料袋中，环境温度20℃,以使其寿命达到最大。
传感器的选择有两种版本满足不同的市场需求。
优异型版本是针对较高性能要求的应用中，例如科学仪表中或者安全危机应用中。
经济型版本是简化的版本，在成本因素比较关键，对精度要求不是很高的情况下，能够提供足够的性能。
如果存疑，我们建议您从优异型版本开始进行产品的研发。
应用电路由于传感器的输出信号非常微弱，因此放大器需要选择高放大倍数的运放。
电路设计和元器件的选择因此显得非常关键。
校准可以通过调整电路的放大倍数（手调电阻或通过数字电位计进行调节，或者固定放大倍数的情况下，知道传感器的灵敏度，从而在软件中实现校准。
上面的参考电路是达特传感器公司为了满足客户开发需求而做的。
应用了JFET短接传感器以阻止传感器在不使用状态下产生的漂移。
同时它还提供了一个真实的地接，这在单边电源供应电路中是必须的。
校准要产生一系列合适的甲醛校准标气是不重要的，并且只能通过使用合适的设备才能够获得。
在有限的条件下，通过协商，客户可以选择由我们在出厂前进行校准或者灵敏度测定，当然这需要付一定的费用。
达特公司可以为客户的研发提供基于液态参考标气的一个台式测试系统。
然而在生产阶段，唯一可接受的方法是通过加湿的渗透管或者扩散管设备。
达特公司可以提供这种测试系统的全套服务。
达特公司不接受为任何使用不恰当的甲醛校准标气活甲醛测试气体的客户提供技术支持。
传感器尺寸。
甲醛浓度传感器,甲醛变送器,英国达特DART甲醛传感器
J33-CH2O 甲醛传感器使用说明书一、产品介绍J33-CH2O 甲醛传感器应用于空气中甲醛浓度的检测，适用于检测从建筑材料、装修、家具、吸烟、烹饪、室外污染物挥发的甲醛化合物。
采用原装进口高性能电化学甲醛传感器，反应灵敏，对甲醛具有高敏感性。
先进的电路设计，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好，可以实现对甲醛的实时监控。
性价比高，适合大量使用。
二、应用和特点◎用于检测环境中甲醛浓度◎采用进口高性能电化学传感器，反应灵敏，对甲醛具有高敏感性◎先进的电路设计，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好◎结构考虑空气动力原理，实现自动实时采样，可以长期使用◎友好型设计使维护更简单◎多种输出方式可选，可选模拟电流/电压输出/RS485输出三、技术参数：工作参数工作温度范围0 - 50℃工作湿度范围0-95%RH 非冷凝储存温度范围-20 - 60℃电源输入DC 24V电流消耗< 40mA信号输出□4-20mA □0-10V □RS485 尺寸100g/110mm*70mm*38mm甲醛检测检测方法电化学检测测量范围□0-2ppm □0-5ppm 精度< ±5%FS分辨率0.01ppm零点漂移±1%./24h响应时间（90%）<30s输出方式Modbus RS485 9600bps，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无校验位接线红:24V+ 黑:GND 黄:输出+ 绿：输出-四、安装及接线◆不要将变送器接于电压高于24V DC的地方◆参考图1中产品外型和尺寸图，从后面将安装卡扣取下，卡扣取下方式（向下推拉）◆将变送器安装在需要检测甲醛浓度的位置,应远离发热体或蒸汽源头，防止阳光直射◆电气接线顺序：红:24V+ 黑:GND 黄:输出+绿：输出-，确保接线正确牢固图1。
一种简易便携式甲醛快速检测报警仪的设计与实现
一种简易便携式甲醛快速检测报警仪的设计与实现刘丰年【摘要】针对传统甲醛检测装置检测流程复杂、周期长、性价比低等问题,设计了一种基于电化学传感器的简易便携式甲醛快速检测报警仪.该检测报警仪采用电化学传感器内部的电解溶液与甲醛发生化学反应产生微弱的电流信号,经过I/V转换电路和运算放大电路将电流信号转换为稳定可测的电压信号,再经过AD模数转换器将模拟信号转换为数字信号传送给ATMEGA128微处理器进行处理,用户可以通过液晶屏、按键和蜂鸣器进行人机交互.实验测试结果表明,该检测报警仪能够实时高效准确的检测空气中甲醛的质量浓度,性价比高、功耗低、携带方便、操作简单,具有一定的实际推广应用价值.【期刊名称】《宁波职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(021)002【总页数】4页(P77-80)【关键词】甲醛;ATMEGA128微处理器;电化学传感器;检测报警仪【作者】刘丰年【作者单位】三门峡职业技术学院信息传媒学院, 河南三门峡 472000【正文语种】中文【中图分类】TP399近年来，伴随着经济社会的飞速发展，人们的生活质量日益提高，人们对居住环境和办公环境的追求也越来越高，各种装饰装修材料被广泛应用。
然而，这些材料中大都含有大量的甲醛，甲醛释放期可长达15年之久[1]。
甲醛是一种无色、易溶于水的刺激性原生质有毒气体，国家标准中规定居室和公共场所甲醛质量浓度上限分别为0.08 mg/m3和0.1 mg/m3。
长期生活在甲醛超标环境中将严重影响着人体免疫系统、造血系统和神经系统，目前已被世界卫生组织和各国环保卫生部门认定为危害生活环境和人类健康的重要污染物之一[2]。
因此，如何简单、快速、准确的检测出空气中甲醛的质量浓度已成为人们关注的重点问题。
目前我国甲醛质量浓度检测方法主要有化学分析法和电化学法[3]。
化学分析法通常需要依赖于实验室内的大型化学仪器设备，操作周期长、过程繁琐，无法实现现场快速检测，而电化学法因其操作简便、检测速度快等优点近年来被广泛应用，但是电化学法通常使用的都是国外进口的检测仪，价格昂贵，无法迅速普及[4]。
甲醛气体进口传感器检测模块的应用 传感器解决方案
甲醛气体进口传感器检测模块的应用传感器解决方案甲醛传感器模块接受进口达特电化学气体传感器标定输出信号TTL和IIC，针对集成商低成本应用用户设计，试验舱统一标定，数据稳定牢靠。
甲醛气体进口传感器检测模块封装尺寸三杯式风速传感器是风速传感器的一种类型，那么三杯式风速传感器和其他的风速传感器相比有哪些特点呢？三杯式风速传感器的原理又是什么呢？三杯式风速传感器是可连续监测上述地点的风速、风量（风量=风速x横截面积）大小，能够对所处巷道的风速风量进行实时显示，是矿井通风安全参数测量的紧要仪表。
其传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架构成。
紧要适用于煤矿井下具有瓦斯爆炸不安全的各矿井通风总回风巷、风口、井下紧要测风站、扇风机井口、掘进工作面、采煤工作面等处，以及相应的矿产企业。
三杯式风速传感器立足于煤矿用户，紧要适用于煤矿井下具有瓦斯爆炸不安全的各矿井通风总回风巷、风口、井下紧要测风站、扇风机井口、掘进工作面、采煤工作面等处，以及相应的矿产企业。
三杯式风速传感器可连续监测上述地点的风速、风量（风量=风速x横截面积）大小，能够对所处巷道的风速风量进行实时显示，是矿井通风安全参数测量的紧要仪表。
三杯式风速传感器的压差变化原理：在流动方向上设置一个固定的障碍物（孔板、喷嘴等），这样依据流速不同便会产生一个压差。
通过测量压差，可以转换成流速的测量。
三杯式风速传感器的原理基本就是这些了，大家确定要结合实在的产品的相关学问来理解。
恒温恒湿箱选择湿度传感器和重量、温度一样，首先要确定测量范围。
除了气象、科研部门外，高温、湿度测控的一般不需要全湿程0—100％RH测量。
湿度传感器是非密封性的，为保护测量的精准度和稳定性，应尽量避开在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。
也避开在粉尘较大的环境中使用。
恒温恒湿箱多数情况下，假如没有精准明确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5％RH的精度就充分了。
对于要求精准明确掌控恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用±3％RH以上精度的湿度传感器。
传感器的制作方法
传感器的制作方法嘿，朋友！今天咱来唠唠传感器的制作方法哈，这可是独家秘籍哦，一般人我可不告诉他！首先啊，咱得准备好材料。
就好比你要做饭，那总得有菜有肉有调料吧。
咱做传感器也得有那些关键玩意儿。
这就像你去打架，手里没家伙事儿可不行。
然后呢，咱就开始动手啦！第一步，把那些零件啥的都摆好，就像给你的小兵们排兵布阵一样，可别弄乱了，不然等会儿你都找不着北。
接着，就该焊接啦！这焊接就好比给它们牵红线，让它们紧紧地连在一起，不离不弃的。
哎呀，可别手抖啊，一抖就像给它们牵错线啦，那可就乱套喽！我跟你说，我有次焊接的时候，手一抖，好家伙，差点把旁边的东西都给点着了，那场面，跟放烟花似的！焊接好了之后，咱得检查检查，看看有没有哪里没接好。
这就像你出门前得照照镜子，看看自己有没有穿得邋里邋遢的。
下面这步也很重要哦，就是给传感器装上外壳。
这外壳就像是给它穿了件衣服，保护它不受伤害。
你想啊，要是没件衣服，它不就赤裸裸地在那，多可怜呀。
再之后，就是调试啦！这调试就像是给你的爱车调调方向盘，得让它走得直直的，不能跑偏喽。
在调试的时候，你可得细心点，就像给女朋友选礼物一样，得用心。
要是马马虎虎的，那可不行。
我记得我有次调试，没仔细看，结果弄出来个四不像，哎呀，真是哭笑不得。
还有哦，在整个过程中，一定要注意安全。
别电着自己啦，别烫着自己啦，可别为了做个传感器把自己弄伤了，那可就得不偿失了。
等你都弄好了，嘿，一个属于你自己的传感器就诞生啦！就像你生了个宝贝一样，那种成就感，简直爆棚！总之呢，做传感器就是要有耐心，要细心，还要有点小技巧。
按照我说的这些步骤来，保准你能做出一个超级棒的传感器。
加油吧，朋友！快去试试，等你成功了，记得来跟我分享哦！哈哈！。
英国DART甲醛CH2O传感器(英文版) 2-FP5W 2-FE5W 另提供开发好的甲醛气体检测模块 直接输出TTL串口电压信号
FORMALDEHYDE SENSORThis sensor is of the two-electrode electrochemical type, operating by the diffusion principle and as such requires no external sampling hardware. In the presence of formaldehyde gas a small direct current is produced; the sensor requires no power supply of its own but this current requires amplification to make it readable using external data collectionequipment. There are several configuration options to suit a range ofOEM applications.Output Signal ResolutionResponse Time (T90) Baseline Offset Repeatability maximum storage life.Temperature Range Ambient Pressure Range Humidity Range Service Life深圳市深国安电子科技有限公司地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ蒋小姐：１３４ ２８７６ ２６３１ 电话：８６ ７５５－８５２５８９００SubstanceCross Sensitivity (%)H2S No dataH 2 0.1 SO 2 12 NO2 No data NO No dataCl 2 -3 C 2H 4 No dataNH 0.0 term transient responseDue to the sensor’s small signal, the amplifier circuit is high -gain; circuit design and component choice is therefore critical. Calibration can be achieved either by physically adjusting the gain of the circuit (manually with a variable resistor or electronically with a digital potentiometer), or us-ing a fixed circuit gain, known sensor sensitivity and a calibration calculation in software.The reference circuit above is available pre-built from Dart Sensors for development purposes. It incorporates a JFET to short the sensor, preventing offsets from building up when not in use. It also generates a virtual ground, a requirement when operating in single-supply environments. The sensor is available in two versions to suit the requirements of different markets. The premium version represents the optimum specification for use where the best performance is required, for example in scientific instrumentation or safety critical applications. The economy is a pared-down variant, offering adequate performance where low cost is of greater importance than absolute precision. If in doubt, Dart Sensors recommends starting your development process with the premium version.深圳市深国安电子科技有限公司地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ蒋小姐：１３４ ２８７６ ２６３１ 电话：８６ ７５５－８５２５８９００Part NumberProduction of a suitable span gas for performing formaldehyde calibrations is not trivial, and can only be achieved through the use of suitable equipment. In limited cases, by arrangement, acalibration or sensitivity determination can be carried out at the factory for an additional fee. Dart Sensors can supply a test bench system suitable for development work based on a liquid reference fluid. In production situations the only acceptable method is to use a humidifiedpermeation or diffusion tube based apparatus; Dart Sensors can supply such a system on a turn-key basis. Dart Sensors will not offer technical support where inferior/unsuitable equipment has been used to generate calibration or test gases.深圳市深国安电子科技有限公司地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ蒋小姐：１３４ ２８７６ ２６３１ 电话：８６ ７５５－８５２５８９００。
英国Dart Sensors 甲醛传感器 中文数据手册
英国Dart Sensors 甲醛传感器中文数据手册绪论Dart sensor公司生产的电化学式甲醛气体传感器是真正能够连续监测的传感器，而不需要任何的气体采样或者采用气泵抽取。
这种传感器是从我们已经成功应用的呼吸式酒精传感器基础上开发出来的。
适合于绝大多数的环境（-20℃~+50℃）监测使用（如有特殊介绍，可应用于更高的温度中）。
这款传感器有六大设计结构特点：低成本设计构造简单以及很少的部件使得其成本得到降低，从而形成更有竞争力的价格。
长寿命它使用的是在世界范围内已经有30多年使用经验的呼吸酒精传感器的元件。
而呼吸酒精传感器的精度，稳定性和长久性都是已经得到了验证的。
响应快速一条短小且低阻抗的扩散路径使其响应时间很少电源要求低燃料电池原理意味着它并不需要电源激励，仅仅在信号的处理和显示时需要电能，所以仅仅一个简单的小电池单元即可。
稳定性非常好的稳定性，允许在使用过程中非常长的校准周期可承受高压采用非薄膜构造，不包含在高压环境下容易破碎的元件，经验证，可以承受10个大气压力。
工作原理传感器内部包含一个常规的两电极燃料电池传感器。
工作电极通过外电路将电子释放到计数电极，并且在计数电极端随着氧的减少而消耗，内电路由电解液中的离子流来实现。
设计精良，便于电解液的消长。
电解液的消长随环境温度和湿度的变化而变化，但是仍可正常工作不会影响到校准值。
传感器电路Dart公司的甲醛传感器输出的电流值于空气中从0到高浓度的甲醛浓度呈线性关系。
输出信号需要根据精确度要求进行放大和温度补偿。
信号放大输出信号放大的首选方法是使用一个直接的电流到电压放大的运算放大器。
这样的话传感器将工作在其最好的模式下。
得到的信号值取决于反馈电阻的大小；比方说使用1000欧姆的电阻值，那么一个输出为5nA的信号将会转化为5mV的输出信号。
因为在开路状态传感器可能会逐渐引起偏移，虽然不会对产品有损伤，但是也要花费时间去放电。
所以在储藏期间一般将输出端子进行短路处理，这样就不会出现明显的长期的偏移量。
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人人都知道甲醛浓度过高对身体有害，如果有一套中部4线城市的新装房，怎么找到靠谱的测量方法就是重要难题，国家标准支持的酚试剂分光光度计算最为准确，但是技术难度实在太高，一、二线城市有靠谱的专业机构但我们这里还是检测-治理一家包办型。
为此，通过详细比较相关资料，决定用英国dart甲醛传感器为核心，DIY一款甲醛传感器。
现将相关资料汇编如下，以供参考和修正
1、相关标准换算
体积浓度：ppb (part per billion)十亿分之一，相当于；ppm (part per million)百万分之一
ppm = 1000*ppb
mg毫克1000 * μg 微克1000 * ng 纳克
质量浓度与体积浓度换算
1ppm = （M/22.4）mg/m^3
1ppb = （M/22.4）μg/m^3
M为分子质量，甲醛为30.03 22.4为标准状况下1mol气体的体积
1ppm = 1.341mg/ m^3
1ppb = 1.341μg/ m^3
1mg/ m^3 = 0.746 ppm
1μg/ m^3 = 0.746 ppb
2、dart传感器工作原理
Dart传感器具有两个电极：正电极和负电极。
其工作原理为：正电极和负电极组成一电极对，浸在电解液中，当传感器工作时，空气中的甲醛气体分子通过圆孔进入到传感器中，具有催化性能的正电极发生氧化反应，同时负电极发生还原反应。
由此产生的电流信号由正电极输出，且电流的大小与空气中的甲醛含量成正比。
这样就形成了由空气中的甲醛气体浓度信号
3、电化学法测量甲醛精度问题
Dart分辨率0.001ppm(1ppb) 温度-20°C~50°C 相对湿度10%~90% 分辨范围0~2ppm
国家标准甲醛测试方法为比色法(AHMT)，电化学法只有在少数事宜的环境下电化学法才能有比较准确的误差，
3.1温度：20°C电化学电池活性最好
3.2湿度：过低的湿度影响传感器电化学电池的反应，60-70%，最为理想，此时50%的概率测量误差<10%，当同时使用4组传感器测量时，测量精度<10%的概率为0.5^4 =0.0625。
过低的环境湿度影响电解液的活性，因此，需要使用加湿器进行加压，至少保证传感器探头部分空气相对湿度事宜，而且测量时需要安装温湿度传感器随时检测温湿度。
3.3共存干扰物：乙醇最为显著，二氧化硫、苯酚、氨气也有影响
3.4甲醛浓度：甲醛浓度越低，误差越大，当甲醛浓度为0.3mg/m^3，误差为6.9%,，国家标准0.08mg/m^3或0.1mg/m^3所对应误差为50%~15%。
从知网中获得的数据可知，当前国内室内空气甲醛普遍超标50%以上，新装修住宅相当多数超标达到90%以上
3.5使用时间：正常使用3个月，传感器就会产生显著差异，
4、日常维护方法
4.1在测试完成后，需要将传感器移至新鲜空气中5-10min，气体显示值降至10 单位以下方可关机
4.2当传感器不工作时，要将传感器的正负两极短路，在保证传感器的使用寿命的同时消耗两极间积累的电荷，使其在正常工作时不会因为未将两极短路将此电荷释放影响检测效率
4.3不使用时注意密封、
5国家标准
≤0.08mg/m^3 = 0.06ppm = 60ppb 测量时应保证密封但不可以密封，家具门、抽屉保持关闭，环境污染物浓度现场检测点应距内墙面不小于0.5m、距楼地面高度0.8～1.5m。
检测点应均匀分布，避开通风道和通风口，室内密封1h后进行测试，国家标准选自《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010（2013年版）
另有标准《室内空气质量标准》GB/T18883-2002
建议使用标准为≤0.08mg/m^3 = 0.06ppm = 60ppb 密封12h，人离开房间，避免自身挥发的气体造成影响
另有国家标准≤0.1mg/m^3=0.76ppm=76ppb，相对宽松
6校准方法
我们基于在呼吸酒精工业中广泛使用的液体标准概念开发并提供了一种简单的选择性方法，这依赖于这样一个事实：在特定的温度下，水和顶端空气之间的挥发性隔离层是恒定不变的。
我们提供两种浓度：在20℃时0.1和1.0ppm,这种溶液的依据的是美国环保代理处的网址刊登的数据（遗憾的是链接现已过期），溶液恒温至20℃，以下的校正曲线可以用来修正温度数据
在天然水和废水中所见到的稀溶液体系,一升样品的质量近似为一公斤,单位mg/l或g/m3和ppm可以互相通用.
7结果运算
如果同时安装温湿度传感器和甲醛传感器，返回数据应为甲醛值和温湿度值，通过串口监视器获得数据后，过滤掉不符合相关值的结果，包括温湿度不适宜、dart错误接受信号，即可计算所处数个小时内甲醛浓度的相关曲线。
8简易图纸
9后记
要是有比较懂得甲醛测试、arduino板子或者dart传感器的人，也对这篇文章有兴趣，家装安全十分重要，要是觉得我有什么写错的地方请一定指出，我会修改的
10相关参考资料
电化学测甲醛的精度问题
国标-甲醛的测定-乙酰丙酮分光光度法HJ-601-2011 袖珍型甲醛检测仪的设计
英国Dart-Sensors-甲醛传感器-中文数据手册。