酒精檢測報(bào)警器

1、酒精檢測報(bào)警器酒精檢測報(bào)警器摘要摘要近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活水平迅速提高，越來越多的人有了自己的私家車，而酒后駕車造成的交通事故也頻頻發(fā)生。酒后駕車引起的交通事故是由于司機(jī)的過量飲酒造成人體內(nèi)酒精濃度過高，麻痹神經(jīng)，造成大腦反應(yīng)遲緩，肢體不受控制等癥狀。少量飲酒并不會(huì)有上述癥狀，即人體內(nèi)酒精濃度比較低時(shí)，而人體內(nèi)酒精超過某一個(gè)值時(shí)就會(huì)引起危險(xiǎn)。為此，需要設(shè)計(jì)一智能儀器能夠監(jiān)測駕駛員體內(nèi)酒精含量。目前全世界絕大多數(shù)國家都采用呼氣酒精測試儀對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行現(xiàn)場檢測，以確定被測量者體內(nèi)酒精含量的多少，以確保駕駛員的生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，酒精測試儀也可應(yīng)用于食品加工、釀酒等需要監(jiān)控空氣中

2、酒精濃度的場合。由此可見，酒精測試儀具有巨大的潛在用戶群，市場前景十分廣闊。本論文主要闡述了一個(gè)基于氣敏傳感器的酒精濃度感應(yīng)與自動(dòng)報(bào)警器。在氣敏傳感器感應(yīng)到了酒精濃度超標(biāo)時(shí)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成音頻信號(hào)輸出。并發(fā)出鳴響警示駕駛?cè)藛T不要駕駛，并用繼電器鎖閉汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)，從而保障駕駛員和乘客的安全。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：氣敏傳感器；酒精傳感器；聲光報(bào)警器 abstract in recent years, with the high speed development of economy, peoples standard of living increased quickly, more and mor

3、e people have their own cars, and drunk driving and traffic accidents caused by the constant. the traffic accident caused by driving is due to the drivers excessive drinking alcohol caused by human body, causing brain nerve palsy, slow response, the body is not controlled wait for a symptom. alcohol

4、 can not have symptoms, namely people relatively low alcohol concentration, and more than one person alcohol will cause dangerous values. therefore, it is necessary to design an intelligent instrument can monitor drivers in alcohol content. most countries around the world are adopted to exhale alcoh

5、ol tester driving personnel on-site testing to determine the body is measured by how much alcohol content, to ensure safety of lives and property of the driver. in addition, alcohol tester can also be used in food processing, etc. to monitor air alcohol concentration. thus, alcohol tester has great

6、potential user group and market prospects.the caption ethyl alcohol alarm apparatus lock up design summary report. when the gas sensor induced strength of alcohol exceeding the allowed figure, transformed the tonic train signaling output the electrical signal. and sends out resounds the caution to d

7、rive the personnel not to drive, and locks up automobiles ignition system with the relay, thus safeguards the pilot and passengers safety.key words: gas sensor；alcohol sensor；sound and light alarm目目 錄錄緒論緒論.11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì).21.1 設(shè)計(jì)背景.21.2 設(shè)計(jì)目的.21.3 總體設(shè)計(jì)方案.21.3.1 總體設(shè)計(jì)思路.21.3.2 系統(tǒng)組成.32 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì).52.1 穩(wěn)

8、壓電源的基本原理.52.2 紋波處理.62.2.1 紋波的概念.62.2.2 紋波的害處.62.2.3 紋波電壓的抑制方法.63 系統(tǒng)氣敏傳感器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)氣敏傳感器的設(shè)計(jì).83.1 傳感器的定義.83.2 氣敏傳感器的定義.83.3 氣敏傳感器的分類.83.4 氣敏傳感器的選擇.93.4.1 mq-3 簡介.93.4.2 mq-3 的基本參數(shù).113.4.3 測試電路圖.123.4.4 mq-3 的測試數(shù)據(jù)及分析.124 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總結(jié).13結(jié)束語結(jié)束語.14參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).15 酒精檢測報(bào)警器 1緒論緒論資料顯示，我國近幾年發(fā)生的重大交通事故中，有將近三分之一是由酒后駕車引起

9、的。因此，對(duì)駕駛員飲酒程度的檢測正越來越受到重視，酒精濃度檢測器逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。酒精濃度檢測器不僅可以作為交警快速準(zhǔn)確地判斷駕駛員是否酒后駕車的取證工具，同時(shí)也可以用于駕駛員自測是否飲酒過量。此外，也可應(yīng)用于食品加工、釀酒等需要監(jiān)控空氣中酒精濃度的場合。由此可見，酒精濃度檢測器具有巨大的潛在用戶群，市場前景十分廣闊。判斷駕駛員是否飲酒過度，最直接的方法是檢測其血液酒精含量（blood alcohol content，bac），但由于檢測bac時(shí)需對(duì)駕駛員采取血樣，操作復(fù)雜且耗時(shí)較長；交警使用起來不太現(xiàn)實(shí)，更無法應(yīng)用于駕駛員的自測。因此，通常采用測量呼出氣體酒精濃度（breath alco

10、hol content，brac）的方法來代替bac的測量。人體喝入酒后，酒精被胃和小腸的毛細(xì)血管吸收，通過肺動(dòng)脈進(jìn)入肺，血液在肺泡中完成氣體交換，含有酒精的氣體被呼出體外。呼出氣體中的酒精含量與血液酒精濃度存在著一定的線性關(guān)系。由于brac會(huì)受到環(huán)境溫度、濕度以及被測試者個(gè)體差異等多方面影響，其測試結(jié)果不如直接檢測崛準(zhǔn)確，但是該結(jié)果仍可作為判斷飲酒程度的重要參考。我國于2004年5月1日開始實(shí)施的中華人民共和國道路交通安全法對(duì)酒后駕車的處罰做了修改，但仍沒有明確的飲酒駕車、醉酒駕車認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。目前我國大多數(shù)省市把0.02bac（即每100 ml血液中含有20mg酒精）規(guī)定為“飲酒”的下限，把0

11、.10bac規(guī)定為“醉酒”的下限。當(dāng)呼出的酒精濃度超過0.09 mgl，即可判定為“飲酒”；超過0.48 mgl，即可判定為“醉酒”。這樣，利用酒精傳感器，可將呼出氣體中的brac值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，供單片機(jī)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)測試者飲酒程度的檢測。針對(duì)醉酒駕駛和現(xiàn)今交警普遍使用的手持式酒精測試儀，結(jié)合汽車的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出這款“酒精檢測報(bào)警器” ，通過檢測酒精濃度實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的控制，從實(shí)際上達(dá)到防止醉酒駕駛的目的。酒精檢測報(bào)警器 21 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.11.1 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景現(xiàn)代社會(huì)，由于種種原因，人們的安全意識(shí)較差，酒后駕車似乎已經(jīng)成為一件常事?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，駕駛員在沒有飲酒的情況下行車，

12、發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)情況，從視覺感知到踩制動(dòng)器的動(dòng)作中間的反應(yīng)時(shí)間為0.75秒，飲酒后尚能駕車的情況下反應(yīng)時(shí)間要減慢2-3倍，同速行駛下的制動(dòng)距離也要相應(yīng)延長，這大大增加了出事的可能性。資料表明，人呈微醉狀開車，其發(fā)生事故的可能性為沒有飲酒情況下開車的16倍。所以，飲酒駕車，特別是醉酒后駕車，對(duì)道路交通安全的危害是十分嚴(yán)重的。盡管有不少法律條例對(duì)酒后駕車進(jìn)行了很嚴(yán)厲的處罰，但是仍然有不少司機(jī)抱著只要不被交警發(fā)現(xiàn)就沒事的僥幸的心里，置自己與乘客的安全于不顧，仍然酒后駕車。然而本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的，就是進(jìn)一步杜絕酒后駕車的現(xiàn)象，讓危險(xiǎn)遠(yuǎn)離司機(jī)與乘客。1.21.2 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的當(dāng)駕駛員酒后駕駛汽車時(shí)，酒精

13、傳感器檢測出酒精濃度超標(biāo)，激發(fā)報(bào)警器報(bào)警，并且對(duì)汽車的啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行鎖閉。以警示駕駛員不要酒后駕車，避免車禍的發(fā)生概率，系統(tǒng)的鎖閉，從實(shí)際行動(dòng)上阻止駕駛員酒后駕車。1.31.3 總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案1.3.11.3.1 總體設(shè)計(jì)思路總體設(shè)計(jì)思路本題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)酒精檢測報(bào)警器。當(dāng)mq-3酒精傳感器檢測到酒精濃度超標(biāo)后，就會(huì)給出一定的電壓值，通過單片機(jī)的一系列控制，使報(bào)警器報(bào)警，并且當(dāng)酒精濃度達(dá)到一定值時(shí)，單片機(jī)將會(huì)給出一個(gè)信號(hào)，讓汽車系統(tǒng)鎖閉，從而使汽車無法啟動(dòng)。在整體設(shè)計(jì)中主要采用直流穩(wěn)壓電源給酒精檢測傳感器提供連續(xù)且穩(wěn)定的脈沖，酒精傳感器發(fā)出的模擬信號(hào)，來控制報(bào)警器報(bào)警，并且促使繼電器熄

14、火，來實(shí)現(xiàn)報(bào)警以及汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的鎖閉。設(shè)計(jì)流程如圖1-1所示。 酒精檢測報(bào)警器 3電源氣敏傳感器信號(hào)采集和處理語音電路和繼電器鎖閉系統(tǒng)圖1-1 酒精檢測報(bào)警器設(shè)計(jì)流程圖1.3.21.3.2 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成系統(tǒng)設(shè)計(jì)由正12v穩(wěn)壓電源，酒精傳感器，報(bào)警電路組成。原理圖如圖1-2所示。圖1-2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)主電路該電路的精耗功率小于0.75w，響應(yīng)時(shí)間小于10s，恢復(fù)時(shí)間小于60s，適合-200+50的一定環(huán)境條件下。測試前應(yīng)接通電源，預(yù)熱5min10min，待其工作穩(wěn)定后測一下a，b之間的電阻，看其在潔凈空氣中的阻值和含有酒精空氣中的阻值差別是否明顯，一般要求越大越好。全部元件裝好后，應(yīng)開機(jī)預(yù)熱3m

15、in5min，然后調(diào)節(jié)電位器r2，使報(bào)警器處于報(bào)警臨界狀態(tài)，再將低于39度的白酒接近探頭，此時(shí)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警，否則應(yīng)重新調(diào)試。酒精檢測報(bào)警控制器原理圖如圖1-2所示。當(dāng)酒精氣敏元件接觸到酒精氣味后，b極的電壓升高，升高的電壓隨檢測到的酒精濃度增大而升高，這就產(chǎn)生了“氣-電”信號(hào)，當(dāng)該電壓信號(hào)達(dá)到1.6v時(shí)，使ic2導(dǎo)通，語音報(bào)警電路ic3得電發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)，繼電器j動(dòng)作，其常閉觸電斷開，切斷車輛點(diǎn)火電路，強(qiáng)制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。在圖中酒精檢測報(bào)警器 47805三端穩(wěn)壓器，將傳感器的加熱電壓穩(wěn)定在5v0.2v上，保證該傳感器工作穩(wěn)定性和具有高的靈敏度，ic3和ic4組成語音聲光報(bào)警器，ic3得電后即輸

16、出連續(xù)不斷的“酒后別開車”的語音報(bào)警聲，經(jīng)c6輸入到ic4進(jìn)行功率放大后，由揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的報(bào)警聲，并驅(qū)動(dòng)led閃光報(bào)警。1、 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案與選擇方案一：采用輸出固定值的穩(wěn)定電壓源。利用lm7812，輸出所需要的電壓+12v。方案二：采用輸出固定值的穩(wěn)定電壓源。先由變壓器將市電壓轉(zhuǎn)換為15v電壓，通過二極管和電容的整流濾波，得到正負(fù)相等的直流電壓。由穩(wěn)壓二極管和電阻組成電壓回路和電流回路，電阻和電位器組成取樣回路，通過三極管的放大和電壓調(diào)整，輸出正負(fù)12v穩(wěn)定電壓。綜合所述，由于考慮到設(shè)計(jì)的簡潔性，所以用方案1來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源。2、 酒精傳感器的設(shè)計(jì)方案與選擇方案一： 選擇mq-3酒精檢測

17、傳感器。mq-3酒精檢測傳感器靈敏度高同時(shí)還可抗汽油的干擾，響應(yīng)速度快，一般情況小于10秒；功耗小于0.75w，節(jié)約能源，尺寸也較小，節(jié)約空間。同時(shí)，它還具有大信號(hào)輸出，期穩(wěn)定時(shí)間短，好的重復(fù)性，工作穩(wěn)定可靠，微型化設(shè)計(jì)，良的抗煙霧、乙醇蒸氣干擾能力。方案二：qmj-1酒精傳感器。qmj-1酒精傳感器是專門為檢測乙醇蒸汽而設(shè)計(jì)的新型傳感器件。該元件對(duì)乙醇蒸汽有較高的靈敏度，而對(duì)正己烷烴蒸氣的靈敏度很低，具有較好的選擇性和穩(wěn)定性。鑒于qmj-1購買不太容易，且加熱時(shí)間長于mq-3，故選擇mq-3作為本次設(shè)計(jì)所用傳感器。3、 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)方案與選擇 自動(dòng)檢測系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)，可以通過指示燈

18、和數(shù)碼顯示來指示，工操作人員了解。但是對(duì)于一些緊急狀態(tài)，為了使操作人員不致忽視，以便及時(shí)采取措施，往往還需要有某種更能引人注意和提醒警覺的報(bào)警信號(hào)。這種信號(hào)通常有兩種類型：一是閃光報(bào)警，因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈能提醒人們注意；二是鳴音報(bào)警，發(fā)出特定的鳴音，作用于人的聽覺器官，易于引起核加強(qiáng)警覺。以上這兩種報(bào)警統(tǒng)稱為聲光報(bào)警。在本系統(tǒng)中我們將采用第二種聲光報(bào)警電路，利用特定的“酒后別開車”的語音報(bào)警器，來提醒司機(jī)。 酒精檢測報(bào)警器 52 2 系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)2.12.1 穩(wěn)壓電源的基本原理穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)是電子設(shè)備的能源電路，關(guān)系到整個(gè)電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性，是電路設(shè)計(jì)

19、中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)中要用到的直流穩(wěn)壓電源為+12v 直流穩(wěn)壓電源。直流電源電路一般由電源變壓器、整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路所組成，原理框圖如圖 2-1 所示。具體工作電路圖如圖 2-2 所示。圖 2-1 直流穩(wěn)壓電源基本組成框圖132vvgndinoutmc78121234c20.33ufc30.1uf+c12200uf+c447ufgnd220v+12v圖2-2 正12v穩(wěn)壓電源電源變壓器的作用是將電網(wǎng) 220v 的交流電壓變成整流電路所需要的電壓。整流1u電路的作用是將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流，它主要有半波整流、全波整流方式，1u2u可以由整流二極管構(gòu)成整流橋堆來執(zhí)行。濾波電路的作

20、用是將脈動(dòng)直流濾除紋波，2u變成紋波小的，常見的電路有 rc 濾波、lc 濾波、型濾波等。常用的選 lc 濾波3u電路。其中，它們的關(guān)系為 （2-1inuu 1）其中，n 為變壓器的變比 （2-122 . 1 uu酒精檢測報(bào)警器 62）每只二極管或橋堆所承受的最大反向電壓 （2-1rm2uu3）對(duì)于橋式整流電路，每只二極管的平均電流 （2-1rd(av)45. 021urii4） rc 濾波電路中，c 的選擇應(yīng)適應(yīng)下式，即 rc 放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足 （2-24trc 5）式中，t 為輸入交流信號(hào)周期，r 為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。穩(wěn)壓的作用是將濾波電路輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓后，輸出比較穩(wěn)定的電壓。

21、2.22.2 紋波處理紋波處理2.2.12.2.1 紋波的概念紋波的概念由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流量中帶有一些交流成份，這種疊加在直流量上的交流分量就稱之為紋波。紋波的成分較為復(fù)雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。對(duì)于不同的場合，對(duì)紋波的要求各不一樣。對(duì)于電容器老練來說，無論是那一種紋波，只要不是太大，一般對(duì)電容器老練質(zhì)量不會(huì)構(gòu)成影響。而對(duì)程控機(jī)電源或音響設(shè)備中所使用的電源，由于寬度很窄的脈沖沒有足夠的能量來推動(dòng)喇叭的紙盆或話機(jī)的聽筒而形成雜音。因此對(duì)于這種窄脈沖的要求可以放寬。2.2.22.2.2

22、紋波的害處紋波的害處紋波如果不加以控制，將會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來極大的壞處。紋波的害處主要有以下幾點(diǎn)： 容易在用設(shè)備中產(chǎn)生不期望的諧波，而諧波會(huì)產(chǎn)生較多的危害。 降低了電源的效率。 較強(qiáng)的紋波會(huì)造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用設(shè)備。會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作。 酒精檢測報(bào)警器 7會(huì)帶來噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作。2.2.32.2.3 紋波電壓的抑制方法紋波電壓的抑制方法抵制紋波電壓的方法，常見的有以下幾種：在成本、體積允許的情況下，盡可能采用全波或三相全波整流電路。加大濾波電路中電容容量，條件許可時(shí)使用效果更好的 lc 濾波電路。使用效果好的穩(wěn)壓電路，對(duì)紋波抑制要求

23、很高的地方使用模擬穩(wěn)壓電源而不使用開關(guān)電源。 酒精檢測報(bào)警器 83 3 系統(tǒng)氣敏傳感器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)氣敏傳感器的設(shè)計(jì)3.13.1 傳感器的定義傳感器的定義什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置；簡單說傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號(hào)，本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?；瘜W(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱

24、敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。本設(shè)計(jì)中將要用到上面所說的十大類中的氣敏元件。3.23.2 氣敏傳感器的定義氣敏傳感器的定義氣敏傳感器就是能夠感知環(huán)境中氣體成分及其濃度的一種敏感器件，它將氣體種類及其濃度的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱便可獲得與待測氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息，從而可以進(jìn)行檢測、監(jiān)控、報(bào)警；還可以通過接口電路與計(jì)算機(jī)組成自動(dòng)檢測、控制和報(bào)警系統(tǒng)。氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的，由于檢測現(xiàn)場的溫度、濕度變化一般較大，且存在大量粉塵、煙霧等，所以其工作條件惡劣；而且氣體會(huì)與傳感器

25、元件的材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)物，附著在元件表面，往往會(huì)使其性能變差，所以對(duì)氣敏傳感器的性能必須滿足下列：對(duì)被測氣體具有較高的靈敏度，能有效的檢測允許范圍內(nèi)的氣體濃度并能及時(shí)給出報(bào)警、顯示與控制信號(hào)；對(duì)被測氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感；性能穩(wěn)定、重復(fù)性好；動(dòng)態(tài)特性好，對(duì)檢測信號(hào)響應(yīng)迅速；使用壽命長；制造成本低，使用與維護(hù)方便等。 酒精檢測報(bào)警器 93.33.3 氣敏傳感器的分類氣敏傳感器的分類由于被測氣體的種類繁多，性質(zhì)不相同，不可能用一種傳感器來檢測所有的氣體，所以氣敏傳感器的種類也很多。氣敏傳感器按工作原理可分為半導(dǎo)體式氣敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器等不同類型。從材料、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍來看，目前

26、仍以半導(dǎo)體氣敏傳感器居多，這類傳感器一般多用于粗略鑒別和定性分析，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。但近年以氧化鋯陶瓷材料為中心的離子導(dǎo)電性氣敏傳感器發(fā)展十分迅速，并成為發(fā)展新型傳感器的一個(gè)研究熱點(diǎn)。3.43.4 氣敏傳感器的選擇氣敏傳感器的選擇氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)的核心，通常安裝在探測頭內(nèi)。從本質(zhì)上講，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理、樣品抽吸，甚至對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)處理，以便化學(xué)傳感器進(jìn)行更快速地測量。3.3.4 4.1.1 mq-3mq-3 簡介簡介mq-3簡介傳感器對(duì)乙醇蒸汽有很高

27、的靈敏度和良好的選擇性快速的響應(yīng)恢復(fù)特性，長期的壽命和可靠的穩(wěn)定性，簡單的驅(qū)動(dòng)回路。應(yīng)用：用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測；也用于其他場所乙醇蒸汽的檢測。在選擇傳感器的時(shí)候，一定要考慮到穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性，本系統(tǒng)選擇mq3 型酒精傳感器。mq3 酒精傳感器是氣敏傳感器，其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。mq3 型氣敏傳感器由微型al2o3、陶瓷管和sno2 敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或者不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號(hào)輸出回路，

28、它可以準(zhǔn)確反映傳感器表面電阻的變化。傳感器表面電阻rs 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻rl 上的有效電壓信號(hào)vrl 輸出面獲得的。二者之間的關(guān)系表述為：rs/rl=(vcvrl)/vrl，其中vc 為回路電壓，10v。負(fù)載電阻rl 可調(diào)為0.5200k，加熱電壓uh 為5v。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為05v。mq3 型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)和外形如下圖3-1所示，標(biāo)準(zhǔn)回路如下圖3-2所示，傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度的關(guān)系如下圖3-3所示。為了使測量的精度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測量前需要將傳感器預(yù)熱5 分鐘。酒精檢測報(bào)警器 10圖3-1 mq3 結(jié)構(gòu)和外形圖3

29、-2 mq3 標(biāo)準(zhǔn)回路170 度度100 度度300 度度270 度度220 度度阻值變化率阻值變化率乙醇濃度/10 負(fù)六次方0.30.20.1200400600圖3-3 傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度之間的關(guān)系 酒精檢測報(bào)警器 113.3.4 4.2.2 mq-3mq-3 的基本參數(shù)的基本參數(shù) 1. 氣敏傳感器的標(biāo)準(zhǔn)工作條件氣敏傳感器的標(biāo)準(zhǔn)工作條件如表 3-1 所示表表 3-1 標(biāo)準(zhǔn)工作條件標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注vc回路電壓15vac or dcvh加熱電壓5.0v0.2vac or dcrl負(fù)載電阻可調(diào)rh加熱電阻313室溫ph加熱功耗900mw2. 氣敏傳感器的工作環(huán)

30、境條件氣敏傳感器的工作環(huán)境條件如表 3-2 所示表表 3-2 環(huán)境條件環(huán)境條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注tao使用溫度-10-50tas儲(chǔ)存溫度-20-70rh相對(duì)濕度小于95% rho2氧氣濃度21%(標(biāo)準(zhǔn)條件) 氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性最小值大于3. 氣敏傳感器的靈敏度特性氣敏傳感器的靈敏度特性如表3-3所示表表3-33-3 靈敏度特性靈敏度特性 符號(hào) 參數(shù)名稱 技術(shù)參數(shù) 備注 rs 敏感體電阻1m- 8m(200ppm alcohol)適用范圍：10-1000ppm alcohol（200/100）alcohol 濃度斜率 0.6標(biāo)準(zhǔn)工作條件 溫度： 202 vc:5.0v0.1v 相對(duì)濕

31、度： 65%5% vh: 5.0v0.1v預(yù)熱時(shí)間 不少于24小時(shí)酒精檢測報(bào)警器 123.3.4 4.3.3 測試電路圖測試電路圖測試電路圖如圖 3-4 所示圖3-4 測試電路圖3.3.4 4.4.4 mq-3mq-3 的測試數(shù)據(jù)及分析的測試數(shù)據(jù)及分析如測試電路圖3-4所示，連接酒精傳感器的測試電路，并在輸出端加入一個(gè)固定電阻，測量電阻兩端的電壓變化。用兩個(gè)穩(wěn)壓源對(duì)酒精傳感器提供+5v和+12v電壓分別作為加熱和信號(hào)源，經(jīng)過電阻后輸出測得數(shù)據(jù)。經(jīng)測試，在沒有酒精的情況下，測得輸出電壓是隨著加熱時(shí)間的長度變化而逐漸下降，當(dāng)檢測到酒精時(shí)，輸出電壓瞬間增加到一個(gè)穩(wěn)定值，增加幅度從0.2-5v左右。變

32、化幅度大小可以表現(xiàn)出傳感器的靈敏度和酒精濃度大小。 酒精檢測報(bào)警器 134 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總結(jié)針對(duì)醉酒駕駛和現(xiàn)今交警普遍使用的手持式酒精測試儀，結(jié)合汽車的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出這款“酒精檢測報(bào)警器” ，通過檢測酒精濃度實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的控制，從實(shí)際上達(dá)到防止醉酒駕駛的目的。酒后駕駛不但危害自身的安全，也會(huì)對(duì)其他人造成嚴(yán)重的傷害，從而造成人、財(cái)大量損失。為了防止駕駛員酒后駕車，所以就必須設(shè)計(jì)出一種防止酒后駕車的東西，所以本次設(shè)計(jì)主要是能夠在檢測到酒精氣味的時(shí)候就能及時(shí)的報(bào)警，并切斷車輛的點(diǎn)火電路，強(qiáng)制車輛熄火。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)從電源部分到傳感器部分再到報(bào)警部分等的每一部分都做了詳細(xì)的介紹，也都將其工

33、作原理以及原理圖做了詳細(xì)的分析，通過本次設(shè)計(jì)已是酒精檢測報(bào)警器能夠?qū)崿F(xiàn)它的功能即：當(dāng)氣敏傳感器檢測到酒精氣味的時(shí)候就會(huì)促使報(bào)警器立即發(fā)出連續(xù)不斷的“酒后別開車”的語音報(bào)警聲，并切斷車輛的點(diǎn)火電路，強(qiáng)制車輛熄火。酒精檢測報(bào)警器 14結(jié)束語結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。通過這次的酒精檢測報(bào)警的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)電子電路加深了理論知識(shí)的理解，并鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手能力。 通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我深刻的鞏固以往的所學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識(shí)，也實(shí)際熟練了本專業(yè)的技能操作。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，通過翻閱有關(guān)方面的書籍，拓寬了我的知識(shí)面，并對(duì)傳

34、感器的知識(shí)有了總體的理解，經(jīng)過了反復(fù)思考的過程。這讓我能夠深刻的體會(huì)到基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際還是存在著差異，實(shí)際應(yīng)用中還要考慮到各個(gè)方面的因素，這給我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)也是我知道了理論與實(shí)際結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，從理論中得到結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)。從而提高自己的思考能力和動(dòng)手能力。在這次設(shè)計(jì)中，我所與到得困難重重，同時(shí)在設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)理解不夠深刻，掌握的不夠牢固。這次設(shè)計(jì)也鍛煉了我獨(dú)立思考的能力?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了人類生活。作為新世紀(jì)的大學(xué)生，應(yīng)當(dāng)站在時(shí)代發(fā)展的前列，掌握現(xiàn)代

35、科學(xué)技術(shù)知識(shí)，調(diào)整自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。新世紀(jì)需要既有豐富的現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，能夠獨(dú)立解決面臨的任務(wù)，充滿活力，有創(chuàng)新意識(shí)的新型人才。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等這你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際，我要感謝我的指導(dǎo)張老師，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備到結(jié)束，整個(gè)過程中她給予了我多方面的支持和幫助。因?yàn)橛欣蠋煹拇罅椭沟梦铱梢院芸斓慕鉀Q制作過程中所遇到的問題和困難，也使我從中學(xué)習(xí)到許多知識(shí)及做人的道理。增強(qiáng)了我自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手的能力。為我們今后步入工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 酒精檢測報(bào)警器 15參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)【1】姚金生,鄭小利.器件 m北京：電子工業(yè)出版社 2006【2】王昌明,孔德仁, 何云峰.傳感與檢測技術(shù) m北京：北京航空航天大