一種氣體監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體監(jiān)測領域，尤其涉及一種氣體監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們的日常生活和生產(chǎn)活動都與周圍的大氣環(huán)境密切相關(guān)，大氣的變化對人類有極大的影響。隨著工業(yè)規(guī)模逐漸擴大，產(chǎn)品的種類不斷增多，氣體原料和生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的氣體種類和數(shù)量不斷增多，尤其是石油、化工、煤炭和汽車等工業(yè)發(fā)展，致使大氣污染日益嚴重。因此，對人類生存和生產(chǎn)環(huán)境中的各種氣體進行精確監(jiān)測是非常必要的。
[0003]目前，現(xiàn)有的氣體監(jiān)測裝置只能實現(xiàn)傳感器和氣體一對一地進行監(jiān)測，對于環(huán)境中多種氣體或氣味的監(jiān)測有限，如果需要監(jiān)測多種氣體，要同時使用多種對不同氣體靈敏的傳感器，即現(xiàn)有技術(shù)中的氣體監(jiān)測裝置使用效率極低、成本高、且靈敏度不高。另外，現(xiàn)有的傳感器陣列體積較大，攜帶不便，且隨著現(xiàn)代社會中器件的小型化，而這種傳感器陣列無法與小型器件集成，且無法識別環(huán)境中的氣味，因此，其廣泛使用受到了一定地限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何克服現(xiàn)有的傳感器陣列體積較大、選擇性、使用效率低、成本高、靈敏度差、無法與小型器件進行集成等的缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣體監(jiān)測系統(tǒng)，用于對目標氣體或氣味進行識別和實時監(jiān)測，包括傳感器陣列、多路復用器和微處理器，所述傳感器陣列由m個對不同氣體產(chǎn)生不同響應的傳感器排列組成，所述多路復用器根據(jù)微處理器發(fā)出的控制信號選擇相應的傳感器對目標氣體或氣味進行識別或監(jiān)測。
[0005]進一步地，所述系統(tǒng)還包括信號放大單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述信號放大單元用于將傳感器監(jiān)測到的氣體或氣味的檢測信號進行放大并將放大后的檢測信號傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將放大后的檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并將數(shù)字信號傳輸給所述第一通訊模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元通過微處理器進行控制。
[0006]進一步地，所述系統(tǒng)還包括用于測量傳感器陣列電阻值的電阻測量模塊，所述電阻測量模塊一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，另一端與傳感器陣列相連，所述電阻測量模塊的量程通過微處理器進行控制，所述電阻測量模塊可以對被測電阻在一個很大的量程范圍進行測量，也可以做量程轉(zhuǎn)換，其中傳感器監(jiān)測到的氣體或氣味的檢測信號反應為傳感器的電阻變化。
[0007]進一步地，所述傳感器陣列中的每個傳感器的信號輸出端分別與所述多路復用器的一個輸入端電連接，所述微處理器通過η根控制線向多路復用器發(fā)送控制信號，多路復用器通過所述控制信號選擇輸出相應的傳感器檢測氣體或氣味的信號，所述傳感器的數(shù)量m 彡 2n'
[0008]其中，所述傳感器陣列中的傳感器包括基底、敏感層和至少兩根電極，所述敏感層形成于基底表面，所述電極由敏感層引出。
[0009]進一步地，所述微處理器包括第一通訊模塊。
[0010]進一步地，所述系統(tǒng)還包括信號放大單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述信號放大單元用于將傳感器監(jiān)測到的氣體或氣味的檢測信號進行放大并將放大后的檢測信號傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將放大后的檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并將數(shù)字信號傳輸給所述第一通訊模塊。
[0011]進一步地，所述系統(tǒng)還包括終端服務器，所述終端服務器包括信號處理模塊和第二通訊模塊，所述第二通訊模塊用于接收第一通訊模塊傳輸?shù)臄?shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸給信號處理模塊，所述信號處理模塊用于對數(shù)字信號進行分析和處理。
[0012]具體地，所述信號處理模塊將所述數(shù)字信號對應的數(shù)據(jù)陣列{p}與設定值{x}進行比對，當{ρ}與{χ}相符時，貝lJ判定當前環(huán)境中氣體濃度與設定值相當，當{ρ}與{x}不相符時，則對數(shù)據(jù)陣列{ρ}進行存儲，從而得到處理信號。
[0013]進一步地，所述終端服務器還包括顯示模塊，所述顯示模塊用于接收信號處理模塊傳輸?shù)奶幚硇盘柌⑺鎏幚硇盘栵@示出來，從而得出目標氣體或氣味的種類和濃度信息。
[0014]進一步地，所述終端服務器還包括報警模塊，所述報警模塊用于接收信號處理模塊傳輸?shù)奶幚硇盘柌⒏鶕?jù)所述處理信號判定是否進行報警。
[0015]具體地，所述終端服務器安裝有針對該系統(tǒng)開發(fā)的應用軟件，所述終端服務器與微處理器之間通過有線或無線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]所述終端服務器可包括手機、平板電腦、手提電腦等移動通信設備，還可包括臺式電腦、臺式測量儀等固定設備。
[0017]其中，所述傳感器陣列中的傳感器包括基底、敏感層和至少m+1根(m為傳感器的數(shù)量)電極，所述敏感層形成于基底表面，所述電極由敏感層引出。所述基底為絕緣并具有化學惰性的基底，可以為柔性基底或剛性基底，所述基底為聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺或PCB基板材料中的一種，所述敏感層為Sn02、ZnO、In2O3金屬氧化物，或摻Cu、Zn、Fe、Co、Ni的Sn02、ZnO、In2O3金屬氧化物，還可以為石墨稀、碳納米管、金屬(氧化物)納米線(或帶)或摻雜或修飾石墨烯和摻雜或修飾碳納米管。
[0018]本發(fā)明的氣體監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0019]1、本發(fā)明中的傳感器陣列通過一個多路復用器共用一套測量電路，節(jié)約資源，降低了成本，同時使得傳感器芯片小型化。
[0020]2、本發(fā)明的多路復用器根據(jù)微處理器發(fā)出的控制信號選擇輸出相應的傳感器檢測信號，邏輯關(guān)系簡單快捷，能夠同時檢測出多種氣體，實現(xiàn)器件的小型化，且所述電阻測量模塊可以對大范圍的電阻值進行直接測量(100Ω-100Μ)或量程切換。
[0021]3、本發(fā)明的傳感器可以同時檢測到多種不同氣體或氣味，通過有線或無線方式將檢測到的氣體或氣味的種類和濃度顯示出來，能夠?qū)Νh(huán)境中氣體或氣味進行實時監(jiān)測，另夕卜，所述信號處理模塊處理數(shù)據(jù)的方式具有學習功能，能夠不斷地學習環(huán)境中氣體或氣味信息，更加智能化。
[0022]4、終端服務器中的報警模塊根據(jù)處理信號判定是否進行報警，從而對使用者進行警示。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明的氣體監(jiān)測系統(tǒng)框圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的傳感器陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]實施例一:
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種氣體監(jiān)測系統(tǒng)，用于對目標氣體或氣味進行識別和實時監(jiān)測，包括傳感器陣列、多路復用器和微處理器，所述傳感器陣列由四組對不同氣體產(chǎn)生不同響應的傳感器排列組成，所述四組傳感器中的每組傳感器包含有四個傳感器，所述四個傳感器是相同的，即可以對相同氣體或氣味進行檢測，所述多路復用器根據(jù)微處理器發(fā)出的控制信號選擇相應的傳感器對目標氣體或氣味進行識別或監(jiān)測。
[0029]另外，所述系統(tǒng)還包括用于測量傳感器陣列電阻值的電阻測量模塊，所述電阻測量模塊一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，另一端與傳感器陣列相連，所述微處理器對電阻測量模塊進行量程控制，所述傳感器陣列中的每個傳感器的信號輸出端分別與所述多路復用器的一個輸入端電連接，所述微處理器通過五根控制線向多路復用器發(fā)送控制信號，多路復用器通過所述控制信號選擇輸出相應的傳感器上檢測氣體或氣味的信號，當檢測到氣體或氣味時，所述測量電路測量相應傳感器的電阻變化，所述微處理器包括第一通訊模塊。
[0030]所述系統(tǒng)還包括信號放大單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述信號放大單元用于將傳感器監(jiān)測到的氣體或氣味的檢測信號進行放