气敏传感器信号采集系统设计开题报告

中北大学信息商务学院

毕业设计开题报告

学生姓名：何强学号12050542X12 系别：自动控制系

专业：自动化

设计题目：气敏传感器信号采集系统设计

指导教师:岳凤英

2016年3月30日

毕业设计开题报告

段时间，使用半导体和催化原理的气体检测仪器仪表依靠着价格优势仍会占据部分低端市场[6]。目前国内用于燃气浓度监测的也主要是这两种气体传感器。

随着现代科技的迅猛发展，LSI（超大规模集成电路）技术也在不断提高，为单片微型机的进步提供了有力的技术支持。目前的单片微型机早已从最初的四位、八位字长，发展到十六位、三十二位字长。技术的发展，集成度的提高，使得单片微型机在社会主义现代化建设的各个领域发挥着越来越大、越来越多的作用[7]。现在的社会是数字化的社会，是信息的时代。许多的模拟技术都被数字技术所取代，这意味着智能化的各种设备及产品会越来越多的呈现在我们的眼前。在我国当前，智能化的仪器仪表是单片微型机应用最多，最为活跃的领域。而且随着现代电子工业的发展，电阻型气敏传感器的工作稳定性也相对提高，成本也在不断的下降。

气敏传感器又称“气体传感器”，是指利用各种化学、物理效应将气体成分、浓度按一定规律转换成电信号的输出传感件器件，是化学传感器中最活跃的一种[8]。早在20世纪30年代人们就已发现金属氧化物具有气敏效应，而半导体气敏元件则是在60年代初期研制成功的，最先研制的ZnO薄膜元件，它是利用ZnO薄膜电阻接触的可燃性气体气浓度增加而下降，实现对可燃性气体检测。继而又发现在SnO中添加Pt或Pd等贵重金属做增感剂能提高其灵敏度[9]。

日本气体传感器经过20多年的发展，其制造技术与产品水平已提高到相当水准，由日本费加罗技术研究公司规模生产的SnO

系列气敏传感器达21种规格，广泛用于11种气体的测量。在美国，气敏传感器主要用于汽车发动机空/燃比控制和家用警报[10]。英国电器气阀门公司生产的催化燃烧型气敏传感敏，德国DracgerwerkAG生产的医用薄膜型气敏传感器，瑞士Cerbertlsl.limited生产的火灾报警用气敏传感器等，都是世人所熟悉的[11]。

20世纪70年代中期我国开始研制金属氧化物半导体气敏传感器和钯栅MOS场效应氢敏晶体管，并开始在家用燃气报警器和电力工业变压器油变质监测上用[12]。近应年来我国的气敏传感器技术飞速发展,全国有30多所高等院校和研究所研究开发各种类型的气敏传感器，在工艺方面引入表面掺杂、表面覆膜面以及制作表面催化反应层和修隔离

层等工艺；另外新研究的AL

气敏料材、石英晶体和有机半导体也开始用于气敏材料[13]。

但与国外发达家国相比还有较大差距，主要体现在产品生产技术和产业化等方面.

毕业设计开题报告

(完整版)基于单片机的煤气报警器设计1开题报告

单片机控制的气体传感器程序设计开题报告班级（学号）：电技xxx1（2009012664）姓名：xx 指导教师：xxx 一、综述 1、研究的意义随着国家经济的提高，现代化、智能化的多功能建筑越来越多，对建筑的防火安全设计要求也愈来愈高。以“西气东输”工程为开端的大规模天然气利用工程的实施，意味我国城市燃气将大踏步地进入“天然气时代”。我国天然气市场将迎来一个千载难逢的机会，城市燃气需求的主要增长点将体现在天然气上。为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的室内煤气泄露报警器实为必要之举。全国燃气行业发展迅猛，液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程的快速进展，燃气行业发展潜力巨大。但是随着燃气的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的室内煤气泄露报警器实为必要之举。本次设计所面对的是广大居民，其优点在于：（1）成本低廉并能对烟雾和煤气准确报警。（2）该产品无需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连续使用、方便简捷。（3）能起到预防煤气中毒的效果，使人们高枕无忧。该产品必须能够有效预防广大农村居民的冬季燃煤取暖一氧化碳中毒事件的发生，同时也能够给城镇居民安全使用煤气提供有力的保障。燃气报警器的核心是气体传感器。当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后级线路处理。经过电子线路处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备。本文正是通过分析目前燃气报警器的现状，设计制作室内故障监测报警系统，保障人们的生命财产安全。

气敏传感器及其工作原理

气敏传感器及其工作原理指导老师：雷家珩汇报者：周华汇报时间：2011.11.2

目录 ?气敏传感器定义 ?气敏传感器分类 ?气敏传感器工作原理 ?气敏传感器的应用 ?气敏传感器研究现状与发展趋势 ?参考文献

1 气敏传感器定义气敏传感器是一种将检测到的气体成份和浓度转换为电信号的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

2 气敏传感器分类半导体式气敏传感器气敏传感器绝缘体气敏传感器电化学气敏传感器光干涉式气敏传感器热传导式气敏传感器红外线吸收散式气敏传感器电阻型非电阻型接触燃烧式型电容式恒电位电解式伽伐尼电池式

3 气敏传感器工作原理 3.1 半导体气敏传感器工作原理 ●半导体气敏传感器(见图1,2)由气敏部分、加热丝及防爆网等构成,它是在气敏部分的SnO 2、Fe 2 O 2 、ZnO 2 等金属氧化物中添加Pt、Pd等敏化剂的传感器。 ●半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物)表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。半导体气敏器件被加热到稳定状态下,当气体接触器件表面而被吸附时,吸附分子首先在表面自由地扩散(物理吸附) ,失去其运动能量,其间的一部分分子蒸发,残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。

这时,如果器件的功函数小于吸附分子的电子亲和力,则吸附分子将从器件夺取电子而变成负离子吸附。具有负离子吸附倾向的气体有O 2和NO x ,称为氧化型气体或电子接收性气体。如果器件的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而成为正离子吸附。具有这种正离子吸附倾向的气体有H 2 、CO、碳氢化合物和酒类等,称为还原型气体或电子供给性气体。图1 半导体气敏传感器结构图图2 半导体气敏传感器的符号表示

酒精传感器开题报告

酒精传感器开题报告篇一：酒精检测系统开题报告大学毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的酒精检测系统设计专业：电子信息工程指导教师：学院：信息学院学号： XX0 班级： XX08030302 姓名：一、课题任务与目的随着生活节奏的加快，城市机动车保有量越来越大，越来越多的人们选择开成出行，在此过程中，会有一些人出现酒后驾车的行为。酒后驾车十分危险，不仅对司机本人的生命安全造成极大威胁，一旦发生事故，对他人生命安全也是极大威胁。从理论上说，要判断是否是酒后驾驶，最准确的方法应该是检查驾驶人员血液中的酒精含量。血液中的酒精含量可以通过检查血液、呼气、唾液和小便得到。在违章处理或者公路交通例行检查中，最简单可行的方法是利用酒精测试系统检测驾驶人员呼气中的酒精浓度。本课题要求设计酒精检测系统，通过该系统检测司机口腔内酒精浓度，提示司机不要酒后驾车。本次毕业设计的任务是完成单片机的酒精检测系统设计，通过查阅酒精浓度检测的相关资料，根据所需模块进行进一步分析确定所需模块的芯片。以测量浓度为目的做出完整合理的设计。利用酒精检测传感器检测司机口腔内的酒精

浓度，并通过显示器显示检测数值与当前时间。通过键盘设定酒精浓度报警数值，当检测的酒精浓度数值超过正常范围时发出报警信号，并且能够语音报出检测数值。二、调研资料情况通过调研单片机方面的资料，认识到使用单片机来检测酒精气体有以下优点：数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据采集、存储、计算、分析等。)系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。软件系统采用汇编语言，在兼顾实时性处理的同时也很方便地进行数据处理。测量精度高、响应时间快，能检测到ppm级的酒精气体浓度。单片机还在工商、金融、科研、教育、国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。在我国推广使用单片机，具有特别重要的意义。它将有助于我国各行各业的技术改造和产品的更新换代。随着具有高速运算与数据处理能力的16位单片机的出现，单片机也开始渗透到数据处理的领域。在国外单片机发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在家庭装较贵重地方，银行，保险柜等应用比较多，在国内这方面发展也比较快，不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也比较多，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，单片机是工业控制领域内最理想

气敏传感器信号采集系统设计开题报告

中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：何强学号12050542X1 2 系别：自动控制系专业：自动化设计题目：气敏传感器信号采集系统设计指导教师:岳凤英

2016年3月30日

毕业设计开题报告 1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、课题背景随着工业化的发展，我们的生活及环境的污染迅速增加，环境中存在着各种有毒有害、易燃易爆气体，从家用液化石油气、城市煤气以及天然气到工业生产过程中产生的废气、交通工具中排放的各种气体都在不断地污染环境，影响我们的生存。此外，我国燃气的变革及西气东输工程的进行，煤气或天然气已成为多数家庭的燃料。这些气体在带给人们能源、生产生活提供方便的同时，它们本身是有毒、易燃的化学物品，给燃气燃具用户深深埋下了火灾、中毒、爆炸的隐患[1]。一方面人类对各种有毒有害气体的承受能力是有限的，另一方面易燃易爆气体超过一定浓度，就可能引起火灾或爆炸，造成人身伤亡和财产损失。但是人的感官缺乏对各种有害气体的感知，特别是对有害气体浓度定量的判断能力，因而研制能够感知并判别气体的种类和测量气体浓度的仪器系统就变得尤为必要[2]。传统的分析气体组分和浓度的方法是以色谱法为代表的各种化学计量方法，尽管其测量精度很高，但操作手续繁杂，实验周期长，无法对有毒、有害气体进行实时、连续、瞬时检测，而气体传感器则满足这种要求，并且在人们日常生活中对减少气体爆炸、火灾等事故已经发挥着越来越大的作用[3]。再者，计算机的普及和信息技术的迅猛发展，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地发展起来。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，其设计出的产品体积小、成本低、运用灵活、易于产品化、抗干扰能力强、适

烟雾火灾报警器开题报告讲述讲解

本科毕业设计（论文）开题报告论文题目：基于单片机的火灾自动报警系统的设计与开发学生姓名：舒伟学号：120706202 二级学院名称：电子信息学院专业：电子科学与技术指导教师：金步平职称：研究员. 合作/企业教师：职称：填表日期：2015年12 月23日

一、前言 1.1 选题背景及意义随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，需要建立火灾自动报警系统。单片机及烟雾传感器是烟雾报警器系统的两大核心。单片机好比一个桥梁，联系着传感器和报警电路设备。近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到所有电子系统中。同样，它也可以广泛应用于报警技术领域，使各类报警装置的功能更加完善，可靠性大大提高，以满足社会发展的需要。而传感器作为信息技术系统的“感官”器件，如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高速度的控制系统。美国曾把二十世纪八十年代称为传感技术时代，日本更是把传感技术列为十大技术之首。所以，根据报警器功能的需要，选择合适、精确、经济的烟雾传感器和单片机芯片是至关重要的。在本论文中的最主要的设计是选STC89C52单片机和MQ-2半导体气体烟雾传感器为核心器件。目前，现代建筑都会有选择地安装不同功能的烟雾自动报警系统。因为烟雾自动报警系统是建筑物的神经系统，它能够感受、接收着发生火灾的早期信号并及时报警，发出警报同时告知用户和周边居民。它就像是一个个称职的更夫，给居住、忙碌或是休息在家庭中的人们以极大的安全感。在火灾的早期阶段，准确的探测到火情并迅速报警，对于及时组织有序快速疏散、积极有效地控制火灾的蔓延、快速灭火和减少火灾对居住人群的损失都具有重要的意义。本次设计一个以STC89C52单片机为核心的火灾报警器可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。以下为主要实现的功能：能够感知烟雾的浓度，到达一定的数值之后实现报警功能。能够检测现场的温度，到达一定的数值之后实现报警功能。实现三极管驱动数码管显示当前采集模块烟物浓度和温度值功能。实现两种报警方式可紧急报警方式和手动取消紧急报警方式。实现可设置烟雾浓度和高温报警值功能，并在掉电情况下有掉电保存功能。实现一旦检测到火宅释放的烟雾超过一定数值，即可进行蜂鸣器同步报警功能；实现能够检测到温度的升高，当超过设定的报警温度时候，蜂鸣器也将产生报警功能。

危险气体泄露报警器设计论文开题报告1

毕业设计开题报告危险气体泄露报警器设计系别：班级学生姓名：指导教师： 20 年月日

毕业论文开题报告

附件二：开题报告危险气体泄露报警器设计 1．主要技术指标有毒有害及可燃气体的检测控制在工业的安全生产、环境保护及国防卫勤保障筹领域占有重要地位。现代有机化工、石油炼制等工业的发展在为人类提供越来越多的新型材料及新产品的同时，也产生了越来越多的有毒有害物质。随着各种天然气、煤制气、液化气的开发和使用，各种可燃性气体散发在工作场所和人们生活中。为了有效地进行燃气生产中的质量监控和气体成分分析、环境保护中的空气污染检测和对民用燃气泄漏的检测及报警，国内外科研人员很早就致力于研究可燃气体的检测方法和控制方法，研制各式各样的气体检测和分析仪器，用于环境监测、生产过程中的监控及气体成分分析、气体泄漏报警等。 (1).技术参数 a、工作电压：交流220V b、静态功耗：＜2W c、报警浓度：液化气 0.1%—0.5%；天然气 0.1%—1%；城市煤气(H2) 0.1%—0.5%；一氧化碳 0.1%—0.4% d、燃气响应恢复时间：≤30s；一氧化碳响应恢复时间：≤200s e、报警音量：≥70dB f、工作环境：湿度≤97%RH；温度-15℃—+50℃ （2）主要特性 a稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10 ％。

单片机煤气报警器实施方案开题报告

单片机控制地气体传感器程序设计开题报告班级（学号）：电技xxx1（2009012664）姓名：xx 指导教师：xxx 一、综述 1、研究地意义随着国家经济地提高，现代化、智能化地多功能建筑越来越多，对建筑地防火安全设计要求也愈来愈高.以“西气东输”工程为开端地大规模天然气利用工程地实施，意味我国城市燃气将大踏步地进入“天然气时代”.我国天然气市场将迎来一个千载难逢地机会，城市燃气需求地主要增长点将体现在天然气上.为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发地爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合地室内煤气泄露报警器实为必要之举.b5E2R。全国燃气行业发展迅猛，液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程地快速进展，燃气行业发展潜力巨大.但是随着燃气地广泛应用，由于燃气泄漏所引发地爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市地不安全和不稳定因素.为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发地爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合地室内煤气泄露报警器实为必要之举.本次设计所面对地是广大居民，其优点在于：p1Ean。（1）成本低廉并能对烟雾和煤气准确报警. （2）该产品无需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连续使用、方便简捷. （3）能起到预防煤气中毒地效果，使人们高枕无忧.该产品必须能够有效预防广大农村居民地冬季燃煤取暖一氧化碳中毒事件地发生，同时也能够给城镇居民安全使用煤气提供有力地保障.DXDiT。燃气报警器地核心是气体传感器.当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后级线路处理.经过电子线路处理变成浓度成比例变化地电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备.本文正是通过分析目前燃气报警器地现状，设计制作室内故障监测报警系统，保障人们地生命财产安全.RTCrp。

开题报告

附表2：山东建筑大学毕业论文开题报告表

三、调研报告（或文献综述） 1.国内外研究进展因为TiO2优异的光催化性能，在污染物废水及空气净化方面引起了国内外研究者的广泛关注。早期的研究主要集中在悬浮体系即TiO2粉末上，但是目前悬浮相TiO2光催化剂在水中容易凝聚、失活,且使光的穿透力受阻,特别是处理后的光催化剂分离与回收的难题已经成为这项技术能否工业化的关键。近年来,TiO2薄膜光催化剂的使用为解决这一难题提供了一条很好的途径,成为目前光催化技术的研究热点。在研究辐射传热在纤维隔热中的作为传递方式时,研究者发现纤维直径能够影响纤维的热辐射性能[1-3]。Tong等人[4]基于双通量分析模型研究了纤维直径对硅酸盐纤维材料辐射热导率的影响,发现当高纯二氧化硅纤维和硅酸盐纤维的直径分别为2.8和3.2时,其辐射热导率最小。Arambakam等人[5]基于红外透过率通过使用离散坐标法(DOM)分析了纤维直径对辐射传热的影响。他们发现在340-750K温度范围内,当纤维的直径为3-10Lam时的辐射热导率最小。然后他们通过建立相关模型来研究纤维材料对有效热导率的影响,并预测在300K的温度下,矿物棉纤维和玻璃纤维的最佳绝热纤维直径分别是5pm和7Mm[6]。在研宄隔热纤维在辐射传热基础理论中,Verschoor等人[7]还发现耐火材料的密度也会对辐

“Opac的理念,即在纤维隔热材料中,随机分散一定数热辐射的减少量最大可达63%。1997年美国

波段的反射和散射来降低辐射传热。2015年Kodaira等人[18]通过控制纤维的取向性来提高反射率,将包含纳米直径氧化铝纤维的铝溶胶与氨水混合,通过氨水的作用获得高反射高绝热的多层介孔隔热薄膜,能够广泛应用于高温和低温下。2018年Yang等人[19]利用溶胶-凝胶法和逐层吸附法在纤维表面获得TiO2涂层,得出当被涂覆TiO2重量百分比为5.7wt.%时,辐射热导率可以降低43%。 2研究现状分析近一二十年内,通过在纤维表面覆盖高折射率材料来反射和散射红外线,是现阶段减少纤维辐射传热的最主要途径。在纤维表面成膜制备方法中,溶胶-凝胶浸溃提拉法是一种工艺简单、成本较低的制膜方法,被广泛应用于各研究领域,如Uddin等人[20]通过溶胶-凝胶浸溃法在棉纤维表面沉积Au/TiO2复合薄膜来提高纤维的自清洁能力。Luo等人[21]通过溶胶-凝胶浸溃提拉法在Au纤维表面镀TiO2薄膜来提高纤维材料的光催化稳定性。溶胶-凝胶浸溃法制备薄膜是通过提拉、干燥、热处理三步来完成的。Brinker等人[22]对溶胶-凝胶浸涂工艺过程进行了动力学研究,理论证明在提拉涂膜工艺中,薄膜的厚度与溶剂的粘度、提拉速度等有关。Lukas等人[23]认为相同材料的平面固体表面要比圆柱形的纤维材料更容易润湿;他还提出了纤维束浸渍提拉模型,结果显示纤维束表面涂膜厚度与纤维束的根数、纤维的直径呈反比,与液体的表面张力呈正比。虽然这种方法操作简单方便，但是也存在以下几个问题。首先，在纤维表面边缘往往会形成类似于地壳形貌的结构，这是由于在提拉过程中纤维表面过多的溶胶在热处理的过程中会流向纤维的边缘，造成纤维的质量和密度增加,降低了其抗辐射能力。其次,由于重力的影响,在提拉的过程中容易造成纤维顶端的涂层厚度要小于末端的涂层厚度,也就是说,通过溶胶-凝胶浸渍提拉法会导致提拉的不均匀性,进而影响辐射性能。最后,也是最严重的问题,由于溶胶的粘性,在一束纤维提拉的过程中会产生交联现象,在后续热处理过程中,纤维容易出现黏粘在一起的现象,导致隔热效果降低。

开题报告传感器

开题报告传感器一、选题的根据（ 1、内容包括：选题的来源及意义，国内外研究状况，本选题的研究目标、内容创新点及主要参考文献等。 2、撰写要求：宋体、小四号。）1 选题的来源及意义 1、1 选题的来源随着纳米技术的发展，与该项技术相结合的气敏传感器的研究已经成为热门课题。这类传感器以其较好的灵敏度和选择性、良好的响应和恢复时间以及较长的使用寿命，而被广泛应用于各种有毒有害气体、可燃气体、工业废气、环境污染气体的检测因此。。。。。。。。。本人结合。。。在二氧化锡气敏传感器的研究进展方面做了一些探索，并选了该题。 1、2 选题意义二氧化锡气敏传感器相关的论文相对比较少在教材上关于此方面并未展开讨论，概念上模糊不好理解，致使我们学习过程中研究分析此类问题遇到了困。 2 国内外研究状况 2、1 国外研究现状Larciprete R、等人[13]则对用激光诱导化学气相沉积生成的有机Sn膜进行了原位表面分析，电测试表明传感器对 NO2具有高灵敏度和很短的响应时间。O numa Y、等人[14]采用磁控溅射法，在氩气和氧气的混合气体中使用含 Sn 的靶沉积了 SnO2多晶薄膜，并用 XRD 进行表征，薄膜显现出在(110)或(211)面的择优取向。

2、2 国内研究现状我国学者黄泳等[55]利用沉淀法制备了掺杂 Sb2O3的 SnO2基气敏传感器，Sb2O3作为稳定剂可调控 SnO2颗粒的大小，改善烧结稳定性和时间稳定性，并可对阻值进行调节。该传感器对氢气、天然气、丁烷等气体皆有响应。王雅静[10]用等离子激活化学气相沉积法（Plasma Enhance Chemical Vapor Deposition ， PECVD）制备非晶 SnO2膜，并在300°C 下作烧结处理，IR SEM TEM的非晶特征研究结果表明它具有灵敏的响应特性。3 本选题的研究目标及内容创新点 3、1研究目标二氧化锡气敏传感器的现在发展和未来历史 3、2 内容创新点用查阅资料来总结出二氧化锡气敏传感器的研究进展过程4 主要参考文献[1]、金篆芷，王明时、现代传感技术、北京：电子工业出版社,1995[2]、金篆芷，王明时、现代传感技术、北京：电子工业出版社,1995[3] 、康昌鹤，唐省吾、气、湿敏感器件及应用、北京:科学出版社,1988[4]、魏永光，刘存、现代传感技术、沈阳: 东北大学出版社,2001[5]、丘思畴、半导体表面与界面物理[M]、武汉:华中理工大学出版社,19 82、[6] 刘崇进,郑大日,陈明光,等、气体传感器的发展概况和发展方向[J]、计算机自动测量与控制,1999,7(2):11- 1、[8] 刘素花,张伟,杨然兵、气体传感器及其在空调机中的应用[J]、洁净与空调技术、全文结束》》(01)[9] 陆凡，王小平，陈诵英等、超细 SnO2粉体应用于低温气敏材料及其机理探

火灾报警系统开题报告

理工学院毕业设计开题报告题目：火灾报警系统学生姓名：学号：专业：电子科学与技术指导教师： 2014年3月24日

1课题研究背景及意义火灾报警系统是各行各业必需的一种安全系统网络，可靠的监测与数据传输是该系统非常重要的环节。随着我国经济建设的发展，各种高层建筑、大中型商业建筑、厂房不断涌现，对消防报警系统提出了更高更严的要求。因此，火灾报警系统的设计及设备选型显得尤为重要。以往的火灾报警系统经常会出现总线上的数据冲突、长距离数据传输的不可靠以及不易扩展等问题，随着近年来一些低价格、高性能单片机被广泛应用于各个电路系统，尤其是电路控制等方面，这些问题都得到了一定的改善。因此，正确采取预防火灾的手段是人类与火灾做斗争的重要课题。本文将对火灾的探测与报警技术以及一些使用的火灾报警电路进行介绍。火灾自动报警系统由触发器件、火灾报警装置及具有其他辅助功能的装置组成。随着电子技术和计算机技术的迅速发展,火灾自动报警系统的结构、形式越来越灵活多样,很难精确划分为几种固定的模式。使用单片机AT89C51,选用集成温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2作为敏感元件,利用多传感器信息融合技术,可用于火灾报警的报警器设计。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。火灾报警控制器是火灾报警系统的核心。设计更好的火灾报警系统能有效地防止和减少火灾危害,解决火灾报警的问题,对保护人身安全和财产安全具有现实意义。 2国内外的研究现状根据现代战争的突发性、立体性和区域不确定性,使攻防界线模糊,作战方向多变,战火灾自动报警系统已有百余年的发展历史，19世纪40年代美国诞生的火灾报警装置标志着火灾自动报警系统首次进入人们的视野。1890年在英国，感温式火灾探测器研制成功并应用于火灾探测系统，标志着火灾自动报警系统的发展走上正轨。此后，随着世界科技取得了突飞猛进的进步和各种新兴技术的出现和发展，火灾监测技术也相应迅速发展，各种类型的火灾探测器相继问世，并日臻完善，火灾自动报警系统也在此基础上逐渐地蓬勃发展起来，其发展过程可以分为以下几个阶段: 第一阶段，从19世纪40年代至20世纪40年代，火灾报警系统处于发展的初级阶段，采用的探测器主要是感温式的探测器，它通过采集温度信号，然后判定是否超出设定的阂值，从而判断是否有火灾发生。这一阶段，火灾报警系统简单，仅靠单一的温度参量进行火灾判断。但是它易受环境中其他干扰源的影响，灵敏度低，响应速

气敏传感器原理

气敏传感器种类有半导体气敏元件（电阻型、非电阻型）、固体电解质气敏元件、接触燃烧式、电化学式等其他类型。电阻型半导体气敏材料的导电机理：半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在物体表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而化学吸附在吸附处。当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力（气体的吸附和渗透特性），则吸附分子将从器件夺得电子而变成负离子吸附，半导体表面呈现电荷层。例如氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气体或电子接受性气体。如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。具有正离子吸附倾向的气体有氢气、一氧化碳、碳氢化合物和醇类，它们被称为还原性气体或电子供给性气体。当氧化型气体吸附到N型半导体，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，则载流子增多，使半导体电阻下降。由于空气中的含氧量大体上是恒定的，因此氧化的吸附量也是恒定的，器件阻值也相对固定。若气体浓度发生变化，其阻值也会变化。根据这一特性，可以从阻值的变化得知吸附气体的种类和浓度。半导体气敏时间（响应时间）一般不超过1min。N型材料有SnO2,ZnO,TiO等，P型材料有MoO2,CrO3等。气敏传感器通常由气敏元件、加热器和封装体等三部分组成。气敏元件从制造工艺来分有烧结型、薄膜型和厚膜型三类。加热器的作用是将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，提高其灵敏度和响应速度。加热器的温度一般控制在200℃~400℃左右。在气敏材料SnO2中添加铂（Pt）或钯（Pd）等作为催化剂，可以提高其灵敏度和对气体的选择性。添加剂的含量和成分，元件的烧结温度和工作温度都将影响元件的选择性。

轿车内酒醉提醒报警系统的实现开题报告

杭州电子科技大学电子信息学院
毕业设计（论文）开题报告
题目
轿车内酒醉提醒报警系统的实现
学院
电子信息学院
专业
电子科学与技术
姓名
班级
学号
指导教师

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
伴随着经济高速发展，人民生活水平迅速提高，越来越多的人有了私家车，而酒驾造成的交通事故也频繁发生。
喝酒时酒精的刺激使人兴奋，在不知不觉中就会喝多，当酒精在人体血液内达到一定浓度是，麻痹神经，造成大脑反应迟钝，肢体不受控制等症状。人对外界的反应能力及控制能力就会下降，处理紧急情况的能力也随之下降。对于酒后驾车者而言，其血液中酒精含量越高，发生交通事故的几率越大。为了避免交通悲剧的发生，一种有效地提醒民众防止酒后驾驶的系统的出现就成了现实中的迫切要求。
本研究设计的酒醉报警器是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度 MQ-3 乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机 STC12C5A16AD 对检测信号进行 A/D 转换和处理，最后通过液晶屏显示输出实时环境中酒精的浓度；环境中酒精浓度一旦超过阈值即蜂鸣器报警同时红灯亮。该仪器还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
（一）、主要内容： 1. 选择合适的酒敏传感器，理解传感器的检测原理 2. 设计基于该传感器的检测报警电路 3. 设计单片机系统，使酒驾监测更灵活 4. 编写软件（二）、拟解决的主要问题： 1．酒驾提醒报警装置的系统设计 2．单片机最小系统电路、酒精浓度采集电路、检测电路、声光报警电路的设计 3. 酒驾报警器软件设计
三、研究步骤、方法及措施：
1、酒精浓度的检测技术路线将酒精气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号输入单片机，通过单片机内部的 A/D 转换电路将模拟量转换成数字量后，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。 2、气体传感器的选择酒精浓度检测仪最关键的部件是气敏传感器，而气敏电阻则是传感器的关键部件。气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率

气敏传感器

2.3 气敏、湿敏电阻传感器 2.3.1 气敏电阻在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。 1.气敏电阻的工作原理及其特性气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如 SnO 2、ZnO 、Fe 2O 3、MgO 、 NiO 、 BaTiO 3等都具有气敏效应。以 SnO 2 气敏元件为例，它是由 0.1 ～10μ m 的晶体集合而成，这种晶体是作为 N 型半导体而工作的。在正常情况下，是处于氧离子缺位的状态。的可燃性气体分子时，电子从气体分子向半导体迁移，率增加。而对于 P 型半导体来说，它的晶格是阳离子缺位状态，当遇到可燃性气体时其电导率则减小。气敏电阻的温度特性如图 2.26 所示，图中纵坐标为灵敏度，即由于电导率的变化所引起在负载上所得到的值号电压。由曲线可以看出， SnO 2 在室温下虽能吸附气体，但其电导率变化不大。但当温度增加后，电导率就发生较大的变化，因此气敏元件在使用时需要加温。此外，在气敏元件的材料中加入微量的铅、铂、金、银等元素以及一些金属盐类催化剂可以获得低温时的灵敏度，也可增强对气体种类的选择性。 2.常用的气敏电阻气敏电阻根据加热的方式可分为直热式和旁热式两种，直热式消耗功率大，稳定性较差，故应用逐渐减少。旁热式性能稳定，消耗功率小，其结构上往往加有封压双层的不锈钢丝网防爆，因此安全可靠，其应用面较广。（ 1）氧化锌系气敏电阻 ZnO 是属于 N 型金属氧化物半导体，也是一种应用较广泛的气敏器件。通过掺杂而获得不同气体的选择性，如掺铂可对异丁烷、丙烷、乙烷等气体有较高的灵敏度，而掺钯则对氢、一氧化碳、甲烷，烟雾等有较高的灵敏度。 ZnO 气敏电阻的结构如图 2.27 所示。这种气敏元件的结构特点是：在圆形基板上涂敷 ZnO 主体成分，当中加以隔膜层与催化剂分成两层而制成。例如生活环境中的一氧化碳浓度达 0.8 ～1.15 ml/L 时，就会出现呼吸急促，脉搏加快，甚至晕厥等状态，达 1.84ml/L 时则有在几分钟内死亡的危险，因此对一氧化碳检测必须快而准。利用 SnO 2 金属氧化物半导体气敏材料，通过对颗粒超微细化和掺杂工艺制备 SnO 2 纳米颗粒，并以此为基体掺杂一定催化剂，经适当烧结工艺进行表面修饰，制成旁热式烧结型 CO 敏感元件，能够探测 0.005%～ 0.5%范围的 CO 气体。当遇到离解能较小且易于失去电子半导体的载流子浓度增加，因此电导图 2.26 气敏电阻灵敏度与温度的关系

外文翻译--- 半导体气敏传感器

附录1： Semiconductor Gas Sensors Research and development of gas sensors have shown great advances during the past decade. Semiconductor gas sensors mainly using SnO2 elements have been prevailing as detectors or alarms for leakage of LP ( Liquified Propane) gas and town gas, in addition to other applications. Gas sensors based on MOSFET, first proposed in 1975,have attracted interests of many researchers, and have been developed to a point of commercialization as a hydrogen detector. Solid electrolytes, represented by stabilized zirconia, have proven to be very promising sensor materials for oxygen, SO2, etc. This paper aims at reviewing briefly recent advances and trends in semiconductor gas sensors which were developed in a recent few years. Semiconductor gas sensors detect gases from a change in electrical resistance of an element made with a semiconductive metal oxide, typically SnO2. Although sensors utilizing γ-Fe2O3or α-Fe2O3 have been put into practical use, SnO2sensor still has an overwhelming market share. The production of semiconductor gas sensors has grown into a large industry: more than 5 million pieces

气体浓度智能传感报警系统的设计开题报告

气体浓度智能传感报警系统的设计选题的目的、意义及国内外对本课题涉及问题的研究现状 1.选题的目的和意义：目的：随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭眼间毁于一旦,有的导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还有预防火灾的发生。这就是我们研究燃气泄露报警器的目的。意义：随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对燃气进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中燃气的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究燃气泄露的检测方法与研制燃气泄露报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。 2.国内外的研究现状：可燃气体报警器最早出现于上世纪30年代，我们先来了解一下国外可燃气体报警器的起源和发展：国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高; 另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关统计，美国1996年一2002年气体传感器年均增长率为27%～30% o随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器口益小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便携性，更加利十生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。我国在70年代初期开始研制可燃性气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。燃气报警器可分为民用可燃气体报警器、工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器二大系列产品。 (1) 民用可燃气体报警器民用可燃气体报警器为居民家庭用的燃气报警器，一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外; 有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。 (2) 工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器工业用可燃气体报警器及有毒有害气体报警器只是检测探头有差异，而在原理和应用中都很相近。工业用燃气报警器及有毒气体报警器根据检测环境的不同，也可分为检漏仪、控制器

可燃性气体检测与报警系统的开题报告

数学与统计学院本科毕业论文(设计) 开题报告论文题目：可燃性气体的检测与报警系统的设计学生姓名：洪豪学号： 103122033 专业：数学与应用数学和电气工程及其自动化指导教师：倪浩 2014年3月

1．本课题的研究意义和目的燃气(人工煤气、天然气、液化石油气)的普及，提高了生产效率、市民的生活质量，但在使用燃气的过程中因燃气泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外事故时有发生，给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁，因此安全使用燃气一直是燃气主管部门工作的重中之重。燃气泄漏报警器能有效监测环境中可燃气体或毒之重。燃气泄漏报警器能有效监测环境中可燃气体或毒性气体(如CO)的浓度，一旦其浓度超出报警限定值，就能发出声光报警信号，并且能自动开启排风扇把燃气排出室外，甚至能通过联动装置自动切断燃气供应防止燃气继续泄漏。起到安全防范的作用。但报警器选用得是否合理，直接关系到其功能的充分发挥。该设计所研究的可燃性气体报警器正是应这种要求而开发的。 2．本课题的基本内容、重点及难点 1．基本内容：可燃性气体的监测与报警系统的发展，系统的设计，单片机的应用，传感器的选取，报警的原理等 2. 重点：系统的设计，单片机的应用 3．难点：传感器与单片机的信号专递

3．本课题的研究方法（或技术路线） 1. 传感器的传感原理探讨 2. 控制电路的设计 3. 通过单片机实现一定的功能 4．论文提纲 1.前言 2.可燃性气体检测与报警器的发展 3.传感器的原理 4.控制电路系统 5.单片机上相应控制原理 6.可燃性气体检测与报警器的功能实现 7.实验结果分析 8.未来展望

气体传感器的常见类型

半导体型气体传感器：自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。电化学气体传感器：电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。固态电解质气体传感器：顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。接触燃烧式气体传感器：接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/f112386005.html,。

KC04050203-m06-半导体式气敏传感器的工作原理学习辅导.

半导体式气敏传感器的工作原理 1. 气敏传感器的概述气敏传感器的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。 2. 气敏传感器的工作原理声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。 3. 半导体式气敏传感器的工作原理气体敏感元件，大多是以金属氧化物半导体为基础材料。当被测气体在该半导体表面吸附后，引起其电学特性(例如电导率)发生变化。流行的定性模型是：原子价控制模型、表面电荷层模型、晶粒间界势垒模型。

（1）半导体气敏元件的特性参数 ①气敏元件的电阻值 ②气敏元件的灵敏度将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件(电阻型)的固有电阻值，表示为Ra。一般其固有电阻值在(103～105)Ω范围。测定固有电阻值Ra时, 要求必须在洁净空气环境中进行。由于经济地理环境的差异，各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。因此，必须在洁净的空气环境中进行测量。是表征气敏元件对于被测气体的敏感程度的指标。它表示气体敏感元件的电参量（如电阻型气敏元件的电阻值）与被测气体浓度之间的依从关系。表示方法有三种（a）电阻比灵敏度K （b）气体分离度 RC1—气敏元件在浓度为Cc的被测气体中的阻值： RC2—气敏元件在浓度为C2的被测气体中的阻值。通常，C1>C2 （c）输出电压比灵敏度KV Va:气敏元件在洁净空气中工作时，负载电阻上的电压输出；