酒精浓度检测电路

酒精浓度检测报警电路系别：自动化工程系班级：姓名：学号：指导老师：目录二、三、四五六七八引言3气敏传感器研究现状4设计框图电路图及仿真7电路分析8总结8参考文献9引言随着人类社会的不断进步，科学技术的突飞猛进，给我 们的生活带来了日新月异的变化。汽车已然成为现代社会必 不可少乃至无可取代的产物，所以我国汽车的总数不断增 加，从而导致交通事故的不断发生，而其中酒后驾驶导致的 事故的占大部分。而且中国人的请客劝酒文化根深蒂固，一 到喜庆节日酒后驾驶的现象更为严重，如不及时提醒，后果 将会不堪设想。所以这更需要对汽车内的空气进行实时监测 以便及早得提醒驾驶员，有效的防护酒后驾驶，减少交通事 故。目前，在空气检测领域，各式各样的气敏传感器层出不 穷，而各式各样的酒精检测设备也应运而生，且采用的都是 对气体信息进行提取分析，得出气体的准确信息，但现在这 些空气质量检测设备都有一个致命的缺点是 -价格昂贵， 以致于难以大量普及运用。除此之外，大部分功能较单一、 实时性较低。因此，开发一个实时性高、性能稳定、经济实 用的酒精浓度检测报警器便是本设计的最终目标。气敏传感器的研究现状气敏元件性能与敏感功能材料的种类、结构及制作工艺 密切相关。用金属氧化敏感材料制作的半导体式气敏元件具 有灵敏度高，结构简单，体小质轻，坚固耐用等优点而得到 广泛的应用，目前仍以SnO2材料为主。SnO2是一种广普型 的气敏材料，围绕 SnO2 为基体材料的气敏材料的制备及其 气敏元件制备的研究课题十分活跃。纯 SnO2 的气敏特性不 甚好，尤其是它的热稳定性不高。为改善其气敏特性，常在 SnO2 基体中掺入贵金属或其他金属氧化物。尽管 SnO2 基传 感材料具有许多优点，作为材料也存在一定缺点。通过控制 气敏材料微粒大小，颗粒纳米化，掺杂其它添加剂或催化剂， 利用过滤设备或透气膜来获得选择性，控制工作温度及环境 湿度影响，改进制备等方法可以改善 SnO2 传感器的气敏性 能。纳米科学技术(NanoST)是研究尺寸在01100nm的 物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用 中的技术问题的科学技术。纳米技术的发展，不仅为传感器 提供了优良的敏感材料，而且为传感器制作提供了许多新型 方法。纳米固体材料具有庞大的界面，提供了大量气体通道， 从而大大提高了灵敏度，工作温度大大降低，大大缩小了传 感器的尺寸。当然，在己获得明显进展的纳米传感领域中尚 存在很多问题，从敏感材料到制作技术都很不成熟，其性能 也有不尽人意的地方。系统整体框架课题分析模拟报警器一般由传感器、放大器、比较器、电源电路和声光报警电路组成，其框架如图 1 所示。图 1 模拟电子报警器框图传感器对外界信息进行检测，配合外接电路，将外界信 息的变化转化为一个电压信号 ;该信号通过放大器放大后， 得到一个较大的电压；将该电压输入到电压比较器中与参考 电压进行比较；比较器的输出结果有两种，要么高电平，要 么低电平，以此来控制声光报警电路是否工作。设计要求在本次设计中要求所设计的酒精浓度检测器具有报警 功能。当酒精浓度大于设定值时，声音报警电路会工作以提 醒用户，而且还能强制发动机熄火。设计框图为了让报警器成为具备准确、快速的检测到气体信息， 并采取相应的自动处理措施的控制系统。我们将检测报警器 分为以下几大组成部分：电源模块、气体检测模块、开关电 路控制模块、声音报警模块、显示模块、自动控制模块。如图便是空气质量检测报警器的系统框图：电路图（仿真）如下：IE由图可知电路主要是由三端稳压块IC1 (W7805)、大功 率开关电路IC2 (TWH8778A)、语音电路IC3 (TM801)、功放 电路IC4 (LM386)及QM-NJ9型酒精传感器、继电器KA等组 成。BL是1瓦、8欧姆的小型扬声器。电路分析如图所示，12V电源经隔离二极管VD1、C1滤波以后分为多 路：一路经电阻R1限流使LED1导通发光；另一路经IC1压 为( 50.2) V 后提供给酒精传感器，使传感器得到稳定的 工作电源，使其工作稳定；还有一路提供给IC2，由该电子 开关导通以后，为后级电路提供工作电源。当酒精传感器未 检测到酒精气味时，其B端电位较低，经RP1分压后加到IC2 上的控制电压不能使电子开关导通，后级电路因无供电而无 法工作；当酒精传感器检测到酒精气味时，其B端电位就会 随检测到的酒精浓度的增加而上升。当该点电压上升到使 IC2控制极上的电压为1.6V以上时，IC2被控制导通，它的 输出端就有电压输出，该电压分为多路：一路经 R2、R3 为 语音集成电路 IC3 提供供电；另一路加到功放电路 IC4 上。 这两路供电使报警电路工作。IC3产生的语音信号经电容C4 耦合，加到 IC4 上，再经功率放大以后输出。该信号一路使 LED2发光二极管闪亮；另一路经C8驱动扬声器BL发出“酒 后别开车”的语音报警声，从而实现声、光报警。 IC2 导通 后输出电压的第三路加到继电器KA线圈上，使其得电吸合, 其常闭触点 KA1 断开，从而切断了车辆点火电路，强制发动 机熄火。总结 通过本次课程设计。我了解常用电子元器件基本知识 （电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路），增加 了自己的知识面对自己所学的知识有了新的认识，并且运用 到实践，对软件的掌握也更加熟练，了解了印刷电路板的设 计和制作过程，掌握了电子元器件选型的基本原理和方法， 并利用仿真软件进行电路的调试，但是对于软件使用方面仍 有不足，在今后应该加强.参考文献1 姜 威. 实用电子系统设计基础 .北京理工大学出版 社,20082 黄贤武.传感器原理与应用.电子科技大学出版社,高等教育出版社.20063 杨表行.模拟电子技术基础.高等教育出版社.20064 刘征宇.电子设计实战攻略.福建科学技术出版社.20066 宋文绪.传感器与检测技术J.高等教育出版社.20047 谭博学. 集成电路的原理及应用（第二版） . 电子工业出版社.20078 杨素行. 模拟电子技术基础 . 高等教育出版社.2005