基于MQ2傳感器的環境檢測

摘 要：MQ2傳感器是指將待檢測氣體成分（比重）轉為電信息信號的一種氣體傳感器件，然后依據電信號的強度獲得的數值顯示待測環境中某種氣體的相關信息，從而可以進行檢測、監控與報警。實驗結果表明，MQ2氣敏傳感器可以得到較好的檢測效果。

關鍵詞：MQ2傳感器;氣體成分;電信號

當今社會生活以及工作中，人們使用和接觸到各式各樣的氣體，并且需要對這些氣體進行檢測或控制預警。如煉制特殊金屬中超導半導體中有益氣體的監控，環境監察中的檢測，煤礦的瓦斯濃度的報警等。

一、MQ2氣敏傳感器的主要技術特點

氣敏傳感器是一種能夠檢測氣體的特定成分或者濃度，然后將其轉換成電信號的電子裝置。MQ2氣體傳感器所使用的材料二氧化錫，是一種重要的半導體傳感器材料，也是第一個作為商業用途的透明導電材料。當MQ2氣體傳感器所處的環境中存在可燃性氣體，因二氧化錫晶體缺陷，即O空位提供的電子產生載流子，會隨可燃氣體的濃度增加導電率增強。此時，使用簡易的電路就可以將導電率直接轉換成該氣體濃度或比重的相關電信號輸出。MQ2傳感器對于各種常見可燃氣體如丙烷、甲烷、一氧化碳等靈敏度較高，對氣體可燃蒸汽的檢測也較為靈敏，其本身材料成本低，穩定性強，可存在于各種環境中。本文即是對MQ2傳感器的有線和無線檢測兩組實驗，測試其對打火機內的可燃氣體及煙霧檢測效果。實驗結果表明，MQ2氣敏傳感器可以取得較好檢測效果。

二、MQ2氣敏傳感器的檢測實驗

做實驗時，需要的硬件設備有一臺電腦、2個ZigBee模塊、一個MQ2傳感器、一個有源蜂鳴器、一個燒寫器、7根杜邦線、2個無線傳感天線、一臺BTL210平板顯示器及電源插頭;需要的軟件設備有IAR-EW8051-760A軟件開發環境和串口調試助手。

1.氣敏傳感器的有線檢測

連接好電路，將氣體檢測驅動程序下載到一個ZigBee模塊上，通過串口調試助手觀察實驗結果。

圖1 打火機氣體的有線檢測過程及結果

從圖1可以明顯看出，當沒有檢測到可燃氣體時，測得的模擬數據為0.23左右，模塊上LED綠燈沒有點亮，蜂鳴器也沒有響;當打火機釋放可燃氣體時模擬數據由0.23升至1.16，模塊上LED綠燈變亮，蜂鳴器響。

2.氣敏傳感器的無線檢測

在另外一個ZigBee模塊上下載數據接收驅動程序，連接好電路，通過BTL210平板顯示器觀察實驗結果。

圖2 打火機氣體的無線檢測過程及結果

圖3 煙霧的無線檢測過程及結果

從圖2和圖3可以看出，當沒有檢測到可燃氣體時，傳感器上LED綠燈沒有點亮，蜂鳴器沒有響，發送模塊向接收模塊傳輸數據，平板上毒氣一欄的數據為低電平;當打火機釋放可燃氣體時，傳感器上LED綠燈變亮，蜂鳴器響，平板上毒氣一欄的數據由低電平變成高電平。

三、結束語

氣體與人類的工作和日常生活息息相關，所以對氣體的檢測、監控、報警已經是保護和改善人類良好生態居住環境中不可或缺的重要工作，氣敏傳感器的應用技術在這方面發揮著非常顯著的作用。

參考文獻：

[1]徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理接口與應用[M].北京：北京郵電大學出版社，1996.

[2]陳軍.傳感器及實用檢測技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[3]賈海瀛.傳感器技術與應用[M].北京：清華大學出版社，2011.

[4]王小強，歐陽俊，黃寧淋.ZigBee無線傳感器網絡設計與實現[M].北京：化學工業出版社，2015.