空氣質量檢測與傳感器的應用

摘 要：隨著人類的發展，由于各種因素所引起的空氣污染已經越來越嚴重。為了能夠保證人們的生活質量，需要測試我們生活環境的空氣質量，使我們的生活達到一個更健康的標準。傳感器已逐漸成為檢測應用中的重要應用技術?；诖?，本文對空氣檢測系統原理進行分析，并對空氣質量的傳感器進行主要分析，并展望了傳感器在空氣質量檢測中的應用前景和發展趨勢。

關鍵詞：空氣質量;檢測;傳感器;應用

一、空氣檢測系統原理簡介

空氣是人類生活所必需的物質，決定了空氣環境的好壞對人類健康起著重要的作用。家居裝飾材料作為人類的主要活動場所，其化學成分已成為影響人體健康的重要因素。本套檢測系統主要對氧氣、甲醛、氨氣、苯、PM2.5、TVOC等污染物進行準確檢測，準確計算其濃度，計算出系統的空氣質量指標，然后通過無線輸出設備將數據傳輸到云端進行數據分析。當測量數據超過設定的標記值時，空氣檢測儀會發出警報信號。

二、空氣質量的現狀

環境污染在我國一直是一個不容推延的問題，而在這些眾多的環境污染中，空氣污染最為嚴重，因此對空氣質量的檢測就顯得尤為重要。目前，我國正面臨著“煤煙污染”和“光化學煙霧污染”，而“空氣污染”是主要的環境污染。我國有關專家發現，空氣中含有大量的有機化合物，其中包括一些致癌物和病毒。越來越多的實際例子證明，空氣污染已經成為人類的“隱形殺手”，空氣檢測也是世界各國必須面對的課題。據悉，華北地區一半以上的人口處于空氣污染中，這也造成了大量呼吸道疾病感染者，對當地生產發展造成了不良影響。當前空氣污染中最受關注的有害氣體主要包括：二氧化碳，甲醛，一氧化碳，PM2.5。

三、空氣檢測系統功能及設計

空氣的純度和雜質對人體健康起著至關重要的作用。為實現檢測系統對大氣污染物的準確檢測，空氣質量檢測儀配備了甲醛傳感器、PM2.5傳感器、TVOC傳感器、溫濕度傳感器等傳感器。為保證各種污染物的成分受當前空氣溫濕度的影響，系統增加了溫濕度傳感器模塊，同時準確檢測空氣溫濕度并顯示在探測器顯示屏上。

本系統的主要設計系統是：首先，采用平衡陣列式氣體傳感器對采集到的氣體進行檢測和處理。我們利用運算放大器對采集到的信號進行放大，并利用濾波器對信號進行優化，然后通過信號調理電路將其傳輸到MCU，通過MUC對采集到的數據進行準確的分析和處理，最后將排序后的內容傳輸到顯示器上。此外，還采用了無線通信模塊、報警系統和換氣系統等硬件部分。

四、空氣質量檢測的傳感器工具

當今世界，檢測技術的應用是人們認識和改造世界的重要途徑。其中，檢測技術的核心是信息資源的獲取、傳輸和處理，這也就使用了不可或缺的工具傳感器。本文將介紹三種用于空氣質量檢測的高端傳感器，主要可適用于二氧化碳，甲醛，一氧化碳，PM2.5的檢測。

（1）金屬氧化物半導體式傳感器。金屬氧化物半導體傳感器主要利用待測空氣的吸附作用，改變其電導率，然后改變其電阻。最后，通過比較當前的變化，產生相應的顯示。然而，這種抵抗有許多缺點。當周圍環境發生變化時，會對傳感器的測量結果產生重要影響，使其產生很多誤差。但由于其操作簡單、測量方便、反射靈敏等優點，在日常生產和生活中得到了廣泛的應用。

（2）定電位電解式傳感器。雖然電解式傳感器在我國還不是特別普及，但它仍然是一種重要的空氣質量測量方法，在各個領域有著廣泛的應用。定電位電解傳感器是由塑料外殼制成，裝有各種電極，每級之間充滿電解液，然后封裝而成。氣體在電解液中與電極反應，改變電極的平衡，實現對空氣的測量。這種測量方法對一些有毒氣體的測量具有顯著的效果。用這種方法檢測空氣質量更有利于人體健康。

（3）催化燃燒式傳感器。催化燃燒傳感器是一種高溫氣體傳感器，主要利用催化燃燒產生熱效應的原理。它的內部結構是檢測元件和補償元件配對組成測量電橋，當達到一定溫度時，在檢測元件載氣臺和催化劑的共同作用下，可燃氣體無火焰燃燒，載氣溫度隨之升高，電橋內鉑電阻的阻值隨之變化。平衡橋將失去平衡，輸出橋將與可燃氣體集中。度與度之比的電信號。因此，只要能測量鉑電阻，就可以知道待測氣體的濃度。因此，它主要用作氣體報警探測器。

五、控制檢測系統的應用及展望

當今社會，隨著社會的發展和國民經濟水平的不斷提高，我們面臨著嚴重的空氣污染問題，空氣質量也進入了預警階段，越來越多的人開始關注空氣質量，在工廠環境中的工業氣體和氣體中有毒氣體的檢測與空氣檢測系統是不可區分的，而空氣檢測和機器檢測是分不開的。人類五官的測量根本無法解決，因此，空氣探測傳感器是必不可少的。只有通過這種檢測系統，才能進行準確的檢測，為人們提供更好的生活環境?？梢哉f，空氣質量的檢測關系到每個人的生命健康。

隨著工業和交通運輸的快速發展，特別是煤炭和石油的大量使用，產生了大量的有害物質?，F在人們越來越重視空氣質量和環境保護，對氣體檢測儀器提出了更高的要求。目前，人們不僅對測量精度高、集成化、智能化、適用化的傳感器進行了研究，并取得了顯著的成果，對氣體檢測傳感器的研究不再局限于單一的測控技術和儀器專業。而是在微電子科學技術、電子信息技術等多學科綜合技術的基礎上發展起來的。研制一種能同時監測多種氣體的全自動數字智能氣體傳感器將是該領域的一個重要研究方向。能最大限度地減小軟件產品體積，該軟件產品使用方便，運行速度快，應用廣泛，在家庭和公共場所都能承擔重任，生產利潤空間很大。對于當前的空氣質量問題和人們持續提高的空氣質量檢測體系的健康標準，將有更深入的研究和更廣闊的市場空間。

結論：

當前我國正面臨著較為嚴重的空氣質量問題，人們不得不想出更好的解決對策，還要時時刻刻考慮如何保護我我們生活的環境，確?？諝赓|量不會繼續惡化下去。有效的檢測空氣質量是十分有價值的，通過空氣質量的檢測做出相應的預防措施，為人們創造一個健康舒適的環境，空氣檢測與空氣檢測系統是不可區分的，僅靠人類五官的測量根本無法解決，只有借助相關的傳感設備傳感器，才能準確地檢測出空氣質量。因此，傳感器是空氣質量檢測中最強大、最不可缺少的檢測武器。環境保護僅靠相關管理者與檢測者并不會有太大的效果，還需每個人都能將環境保護重視起來，保護環境，人人有責！

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作者簡介：

鄒佩峰（1999-），男，廣西玉林市人，漢，本科，研究方向：物聯網專業，智能家具。

項目名稱：基于空氣質量的桌面型空氣檢測時尚擺件

項目編號：201810595101

標注內容：廣西大學生創業訓練XX項目成果（含題名、立項編號）