一種操場有害氣體檢測裝置

王玥晗

摘 要：本文設計了一種操場有害氣體檢測裝置。該裝置主要由兩套檢測裝置、處理系統、報警裝置、支架等部分組成。兩套檢測裝置內含有傳感器，通過傳感器采集的信息，從而對操場有害氣體進行檢測。通過與其他技術比較，該裝置針對性強，是一種高效檢測裝置。

關鍵詞：有害氣體；檢測裝置；操場

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

中圖分類號：TP206 文獻標識碼：A

1.工作原理

有害氣體檢測裝置的整體圖如圖1所示。

具體工作原理為：各類氣體傳感器位于第一檢測裝置1和第二裝置檢測該裝置5之中。傳感器檢測到的數據通過氣體信號放大器6傳送回電路板7，電路板7中裝有89C52單片機，根據分析處理信息作出反應，進而控制警示燈13和揚聲器10完成報警工作。

2.重要部件的結構

2.1 傳感器原理

如圖2所示，傳感器的原理為恒電位電解法，有3個電極處于酸性電解液中，分別是工作電極、計數電極、參考電極。其中工作電極為一塊具有催化功能的金屬，覆蓋在具有通氣、憎水性的膜上。氣體經過擴散，經過多孔的膜在其上面進行氧化或者還原，進而產生電子進入工作電極。以一氧化碳為例，其反應為：

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

由反應可知一氧化碳的濃度增大其產生的電子也會增多，從而在電路中產生電流也會增大，通過放大電路的放大作用，進而轉化為信號傳出。

2.2 處理器工作原理

如圖3所示，該系統以89C52單片機為核心。當有毒氣體產生時，傳感器會探測有毒氣體，隨著其濃度增加會產生，傳感器中產生的電子會不斷增多，通過電極得以收集。隨后經過信號放大電路，把收集到的信號進行放大，經過A/D轉換電路，進入單片機內進行處理。若有異常，單片機會控制報警模塊進行報警。同時，攝像頭產生的信息會經單片機存入存儲模塊。

2.3 其他結構的設計

如圖1所示，該裝置的其他結構特征如下：

圓柱形外殼101和球形外殼501的外表面均設有防水涂層9，主要用于防止雨水侵蝕。該檢測裝置圓柱形外殼101的外表面頂端安裝有揚聲器10，起到提醒的作用。該檢測裝置的采用支架材料為Q235。連接架2的下部設計有第一防護蓋12，防止第一檢測裝置1直接接觸雨雪或被撞擊。球形外殼501的頂端卡接有第二防護蓋14，防止第二檢測裝置5直接接觸雨雪或被撞擊。第一載物板3的上表面中部安裝有攝像頭15，該攝像頭用于監控機器安。第一載物板3的側壁均設有防護網16，用于保護攝像頭15。

4.創新點

該裝置設計與制造有很多創新點：

（1）該檢測裝置通過裝有兩套檢測裝置，可以檢測多種有害氣體，檢測范圍廣。

（2）使用微型處理器對數據進行科學處理，算法更加合理，處理結果精準。

（3）該檢測裝置配套有警示燈，揚聲器，能及時報警，實現快速處理。

（4）該檢測裝置配套有攝像頭、防護網蓋等裝置，有效地保障了裝置的安全和壽命。

（5）該檢測裝置結構精巧，裝置穩定性高，針對性強，適用于大面積推廣。

結論

本裝置正處于開發和試驗階段，面對有毒氣體的檢測問題，提出了一種針對操場的有毒氣體檢測的設計。本設計機構在以下方面取得了研究成果：

①通過對處理系統的分析，得到了處理控制的框圖，使得處理器可以處理各種有毒氣體數據。

②對傳感器原理實行了分析研究，論證了其可行性。

③通過對該檢測裝置的設計分析完全可以滿足學校有毒氣體檢測的需求。

該裝置是一種針對性強、簡單高效的裝置。

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