基于气敏传感器的酒驾测试仪)
基于气敏传感器的酒驾测试仪
摘要本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件，酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量，经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后，用软件将被测量的最大值保留并最终显示。
着重介绍了该仪器的工作原理及性能特点。
本文介绍了气敏传感器检测气体的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。
系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。
与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。
【关键词】酒精检测仪 8039单片机非线性校正酒敏传感器目录一.设计目的 (1)1.1设计背景 (1)二.设计任务与要求 (1)2.1设计任务 (1)2.2 设计要求 (3)三.设计步骤及原理分析 (3)3.1设计方法 (3)3.2设计步骤 (4)3.3设计原理分析 (5)四.课程设计小结与体会 (7)五. 参考文献 (8)一.设计目的各行各业的工作，例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作，都会造成严重的事故。
用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测，对违章饮酒者进行重罚，促使每个人增强遵章守纪的意识，消除隐患，对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。
根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准，从医学的角度看是可行的。
人体摄入乙醇越多，血液中乙醇的溶解量就越大，从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。
根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。
而酒精的即时检测，有助于社会各方面的安全，特别是交通的安全。
二.设计任务与要求2.1设计任务系统的设计要求考虑到方方面面。
本系统各个重要方面，如两个方面：1.呼出气体的测量方法对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。
因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右，而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程，在这个过程中，浓度有一个最大值。
2.数据的显示方法如果采用即时显示，检测者在短短的一秒钟既要观察被检者呼气方式是否正确，又要观察读数并读取最大值．眼睛会应接不暇，极易漏读、误读。
基于气敏效应的微生物发酵乙醇浓度检测仪研究的开题报告
基于气敏效应的微生物发酵乙醇浓度检测仪研究的
开题报告
一、研究背景
随着环境污染和能源危机的日益加剧，微生物发酵生产乙醇成为了
替代化石能源的重要途径之一。
然而，乙醇浓度的实时监测是该过程中
需要解决的重要问题之一。
目前，大多数检测方法都存在着操作繁琐、
耗时长、检测周期长等问题，因此需要研究一种高效、快速、经济的乙
醇浓度检测方法。
二、研究目的
本研究旨在基于气敏效应，利用气敏传感器检测微生物发酵产生的
乙醇浓度，探索一种高效、快速、经济的乙醇浓度检测方法。
三、研究内容及方法
1. 气敏传感器的制备：本研究将采用锡氧化物等材料制备气敏传感器。
2. 气敏传感器的性能测试：采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线
衍射（XRD）等方法对气敏传感器进行性能测试，包括灵敏度、稳定性、响应时间等参数。
3. 微生物发酵乙醇浓度检测：将气敏传感器与微生物发酵系统相连接，通过实验室实验得到气敏传感器对乙醇浓度的响应曲线，并建立乙
醇浓度与传感器信号之间的数学模型。
4. 实际应用检测：将所建立的乙醇浓度检测方法应用于实际产业中，对乙醇生产过程进行实时监测。
四、研究意义
本研究将探索一种高效、快速、经济的微生物发酵乙醇浓度检测方法，可以提高生产效率、减少生产成本，对于推动可持续发展和新能源
产业的发展具有重要的战略意义。
同时，该研究也为气敏传感器在环境、食品等领域的应用提供了新思路。
实验三-基于气敏传感器的驾驶员酒精浓度测试仪
实验三——基于气敏传感器的驾驶员酒精浓度测试仪一．设计要求（1）测试浓度：安全浓度≤0.25mg/L，0.4mg/L＜酒驾浓度＞0.25mg/L，醉驾浓度≥0.4mg/L（2）显示方式：LCD显示（3）供电电压：3VDC（4）控制方式：单片机控制二．电路设计方框图：三．电路设计图四．程序流程图五．电路设计原理1.各单元电路原理（1）模数转换电路模数转换电路的作用是将传感器电路输出的模拟量信号转换为适合单片机处理的数字信号，并输入给单片机。
本课题采用的是ADC0809 A／D转换芯片。
ADC0809是8路8位逐次比较式A/D转换器，它能分时地对8路模拟量信号进行A／D转换，结果为8位2进制数据。
其由+5V电源供电，片内有带锁存功能的8路选1的模拟开关，由A，B，C的编码来决定选择通道。
0809完成一次转换需要1001xS左右。
输出具有TTI三态锁存缓冲器，可以直接连到MCS一5l单片机数据总线上。
ADC0809可对0-5V的模拟信号进行转换。
（2）键盘电路8279对键盘部分提供一种扫描工作方式，能对64个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同时按下进行处理。
显示部分为显示器提供了按扫描方式工作的显示接口，可以显示多达16位的字符或数字。
传感器输出的信号经ADC0809和单片机采集、处理后输出的信号为BCD码形式，它经过8279及显示电路处理后送入LCD显示。
（3）显示电路LJDl28X64液晶显示模块是128X64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。
可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8一位并行及串行两种连接方式。
（4）声光报警电路报警电路分为蜂鸣器报警电路和LED发光报警电路组成。
当输入端P1．0为低电平时，有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器发出声音报警。
酒精测试仪的原理
酒精测试仪的原理
酒精测试仪是一种用于检测人体呼出空气中酒精浓度的设备。
其原理是基于酒精在人体呼出空气中的溶解度与酒精在空气中的溶解度之间的比例关系。
酒精测试仪主要包括一个感测器和一个信号处理器。
感测器通常采用半导体气体传感器或红外吸收光谱传感器。
半导体气体传感器通过电化学反应将酒精气体转化为电信号，而红外吸收光谱传感器则基于酒精分子对红外光的吸收特性来测量酒精浓度。
这些传感器能够快速而准确地检测到呼出空气中的酒精浓度。
当一个人吹气进入酒精测试仪时，感测器会将呼出空气中的酒精与空气中的其它成分进行分离，并测量酒精的浓度。
然后，这些测量值会传输给信号处理器进行数值计算和显示。
信号处理器会根据预设的酒精浓度标准，将测量值转化为相应的酒精浓度，并在仪器上显示出来。
需要注意的是，酒精测试仪的准确性受到多种因素的影响，例如感测器的质量和校准情况、使用者的操作技巧和环境条件等。
因此，在使用酒精测试仪时，应该根据实际情况合理判断，并遵守相关法律法规。
酒精探测仪的原理
酒精探测仪的原理
酒精探测仪是一种用于检测酒精浓度的设备，它基于一种称为气体传感器的技术原理运作。
气体传感器通常使用半导体材料，例如金属氧化物，作为传感元件。
这些材料在不同的气体环境下表现出电阻的变化。
酒精探测仪的气体传感器采用的是一种对酒精敏感的材料。
当酒精分子与气体传感器表面的敏感材料接触时，酒精分子会与敏感材料发生反应，导致材料电子结构改变，进而影响电阻。
测量器会通过测量材料电阻的变化来确定酒精浓度。
为了提高测量的准确性，饮酒者需要将呼气吹入酒精探测仪中。
饮酒者的呼气中含有酒精蒸汽，当呼气通过酒精探测仪时，其中的酒精分子与敏感材料反应，从而产生电阻变化信号。
酒精探测仪将电阻变化信号转化为相应的电信号，并将其转换为数值显示，以显示饮酒者的酒精浓度。
总之，酒精探测仪的原理是基于气体传感器的技术，通过测量敏感材料电阻的变化来检测酒精浓度。
饮酒者通过呼气将酒精分子与敏感材料反应，从而产生电阻变化信号，通过信号转换和数字显示，来显示酒精浓度。
酒精测试仪原理
酒精测试仪原理酒精测试仪，也称为酒精测量仪或呼气酒精测定仪，是一种用于检测人体酒精含量的设备。
它被广泛地应用于交通警务、工业安全、医疗器械以及日常酒精监测等领域。
本文将介绍酒精测试仪的原理和工作机制。
一、原理概述酒精测试仪的工作原理基于酒精的氧化反应。
当人们饮酒后，酒精会进入血液循环系统，并通过肺泡扩散到呼出气体中。
酒精测试仪通过检测呼出气体中的酒精浓度，从而推断出人体内的酒精含量。
二、传感器技术1. 传感元件酒精测试仪一般使用的传感器为半导体气敏元件。
当酒精接触到传感器表面时，会引起电阻变化。
这种电化学反应可量化为电信号，进一步转化为测量酒精浓度的结果。
2. 原理传感器中的氧气与酒精发生氧化反应，形成水和二氧化碳等产物。
这种反应会引起传感器的电阻变化。
通过测量电阻的变化，酒精测试仪可以判断酒精浓度的大小。
三、呼气采样1. 灵敏度酒精测试仪需要具备足够灵敏的传感器来检测呼出气体中的微量酒精。
为了达到准确测量的目的，一些现代酒精测试仪还配备了特殊的呼吸阀门，以确保仪器只采集深部肺泡呼气样本，减少口腔和咽喉处的干扰。
2. 防疫措施为了防止交叉感染和保护测量者的健康，一般的酒精测试仪会使用一次性的吹气罩或嘴套。
这些防护装置可以有效减少呼气样本与测试仪本身的直接接触，降低酒精测试仪的维护成本和清洁工作量。
四、结果显示1. 数字显示现代酒精测试仪通常具有数字显示屏，可以直接以数值的形式显示测量结果。
一些高级酒精测试仪还配备了背光灯，使结果在暗处也能清晰可见。
2. 告警功能为了方便用户的判断，一些酒精测试仪在检测到超过法律规定限值的酒精含量时，会通过声音、震动或闪光等方式进行告警，提醒用户需要进一步采取注意措施。
五、校准和维护为确保酒精测试仪的准确性和可靠性，定期的校准和维护是必不可少的。
校准一般需要使用标定酒精溶液进行，维护则包括清洁传感器和更换损坏的部件等工作。
六、应用范围酒精测试仪的应用范围广泛，主要可以分为以下几个方面：1. 交通安全酒驾是一种严重的交通安全问题，酒精测试仪在交警执法中起到了不可或缺的作用。
交警查酒驾的仪器原理
交警查酒驾的仪器原理一、酒精检测仪工作原理酒精检测仪是一种利用酒精传感器对酒精浓度进行检测的设备。
当司机呼出的气体中含有酒精时，传感器会将酒精浓度转化为电信号，从而测量出驾驶员体内酒精含量。
根据传感器的类型不同，酒精检测仪可分为半导体型、电化学型和红外线型等。
二、气体传感器原理气体传感器是一种能够检测气体成分的设备。
在交警查酒驾过程中，气体传感器主要用于检测驾驶员呼出的气体中酒精的浓度。
当驾驶员呼出的气体通过气体传感器时，传感器会将其中的酒精成分转化为电信号，从而测量出驾驶员体内酒精含量。
三、激光雷达测速原理激光雷达测速是一种利用激光雷达对车辆速度进行检测的设备。
在交警查酒驾过程中，激光雷达测速主要用于检测车辆行驶速度是否超速。
激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的光束来测量车辆与激光束之间的距离变化，从而计算出车辆的速度。
四、酒精浓度与血液中酒精含量关系酒精浓度与血液中酒精含量之间存在一定的关系。
一般来说，血液中的酒精含量越高，呼出的气体中酒精浓度也越高。
因此，通过测量呼出气体中的酒精浓度可以大致推算出血液中的酒精含量。
但是，这种推算方法存在一定的误差，因此需要通过血液检测来确定血液中的酒精含量。
五、呼气酒精含量与血液中酒精含量关系呼气酒精含量与血液中酒精含量之间存在一定的相关性。
一般来说，呼出的气体中酒精含量越高，血液中的酒精含量也越高。
但是，由于个体差异、饮酒量和饮酒时间等因素的影响，呼气酒精含量与血液中酒精含量之间的关系并不完全一致。
因此，在交警查酒驾过程中，需要综合考虑多种因素来确定驾驶员体内酒精含量。
六、检测流程与数据解读在交警查酒驾过程中，首先需要对驾驶员进行呼气测试。
如果呼气测试结果超过法定标准，则需要进行血液检测以确定血液中的酒精含量。
在数据解读过程中，需要综合考虑呼气测试和血液检测结果，以确定驾驶员是否超标。
同时，还需要注意不同车型、不同驾驶环境等因素对测试结果的影响。
七、法律法规与政策依据交警查酒驾的仪器原理需要遵循相关的法律法规和政策依据。
便携式酒后驾车测试仪
便携式酒后驾车测试仪设计方案酒精浓度测试仪应用到两种传感器：(1) 气敏传感器(2)应变式电阻传感器气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。
它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。
它的应用主要有：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。
气敏电阻传感器的工作原理: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。
应变式电阻传感器的工作原理电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。
电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。
弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形并使附着其上的电阻应变计一起变形。
电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
酒精浓度检测仪整体结构设计（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LCD 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，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。
（2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。
（3）从便携式的角度出发，系统成功使用了大屏幕液晶显示器以及小键盘。
由单片机系统控制键盘和LCD 显示来实现人机交互操作，界面友好。
（4）软件系统采用汇编语言编写，在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。
酒精浓度检测仪的框图酒精浓度检测仪的结构酒精浓度检测仪的原理图本文设计的酒精浓度检测仪主要是以酒精传感器和单片机为平台设计而成的，其硬件系统功能框图如下所示。
Jssss<601214aS16ICE口的4IE单片机酒精浓度测试仪用MQK酒精传感器采集气体信号，并通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号送至单片机，单片机对数字信号进行分析处理，并将所得的结果显示出来，可以通过键盘设置不同环境下酒精浓度的不同阀值，如果所检测出的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机就能控制蜂鸣器发出声音报警。
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摘要本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件，酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量，经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后，用软件将被测量的最大值保留并最终显示。
着重介绍了该仪器的工作原理及性能特点。
本文介绍了气敏传感器检测气体的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。
系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。
与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。
【关键词】酒精检测仪8039单片机非线性校正酒敏传感器目录一.设计目的 (1)1.1设计背景 (1)二.设计任务与要求 (1)2.1设计任务 (1)2.2 设计要求 (3)三.设计步骤及原理分析 (3)3.1设计方法 (3)3.2设计步骤 (4)3.3设计原理分析 (5)四.课程设计小结与体会 (7)五. 参考文献 (8)一.设计目的各行各业的工作，例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作，都会造成严重的事故。
用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测，对违章饮酒者进行重罚，促使每个人增强遵章守纪的意识，消除隐患，对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。
根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准，从医学的角度看是可行的。
人体摄入乙醇越多，血液中乙醇的溶解量就越大，从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。
根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。
而酒精的即时检测，有助于社会各方面的安全，特别是交通的安全。
二.设计任务与要求2.1设计任务系统的设计要求考虑到方方面面。
本系统各个重要方面，如两个方面：1.呼出气体的测量方法对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。
因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右，而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程，在这个过程中，浓度有一个最大值。
2.数据的显示方法如果采用即时显示，检测者在短短的一秒钟内既要观察被检1者呼气方式是否正确，又要观察读数并读取最大值．眼睛会应接不暇，极易漏读、误读。
用微型计算机处理，可以在一秒种内采样数百次，对每次的结果逐一进行比较，保留最大值，在测量过程结束后将最大值显示出来供检测者读取，并能长时间锁存，供被检者和其他有关人员察看。
综上所述，在酗酒检测仪中采用单片微型计算机可以集模数转换、非线性校正、结果处理、存储、译码显示于一身，从而使电路结构紧凑、功能强、性能价格比高，并使检测仪智能化，因此有着十分突出的优点。
采用微机的数字化气体检测仪，采用同一电路结构，只要更换传感器和程序存储器，就可以适用于多种气体的检测，这也是其优点之一。
3.关于气体收集测量方法不同造成的影响对人体呼出气体的测量方式及其对测量结果的影响对人体呼出气体进行测量的方式基本上分为三种。
其一为密闭式的测量。
被测者将呼出气体吹入一塑料袋中，然后将传感器探头深入袋内测量。
测量过程中塑料是密闭的，袋中气体不溢出。
其二为连续气流式的测量。
传感器装在一个气室中。
被测者通过吹管将气从气室一端吹入，经过传感器后从气室另一端排出。
测量过程L中要求气流不中断并保持一定的压力。
其三是开启或半开启式的测量。
被测者将气体直接吹向传感器进行测试。
要达到定量测量的目的，应采用前面两种方法，而2且以第二种方法为好。
但这两种方法都要用到辅助的器具，如塑料袋和吹管。
从卫生的角度，每次测试后要更换一次辅助器具。
这在大量普查中不仅繁琐，而且要耗费大量辅助器具，显然是很不经济的，对此国家尚无图2软件主流程图统一规定。
我们采用开启式和精确式测量相结合的方法。
在普查时用开启式进行定性测量，被测者如果饮了酒，仪器就会报警，然后进行复测，采用精确式进行定量测量．根据超标与否判罚。
对未饮酒者，不进行复测。
这样可以节省大量辅助器具，又达到定量检的目的。
2.2 设计要求由于使用了单片机，而单片机在酗酒检测仪中的应用酗酒检测仪的定量化和数字化对传感器和数据处理电路提出了提高的要求。
一是要求传感器稳定性高，抗干扰性好；二是要求电路能对传感器的非线性加以校正。
三.设计步骤及原理分析3.1设计方法设计要求中的第一点要求涉及传感器的特性，只有通过选择好的传感器来解决。
我们对可以获得的几种传感器进行了多次试验对比，最后采用一种抗水汽性好、稳定性较高、价格低廉的酒敏传感器。
但酒敏传感器的非线性一般都很大，而且不规则，难以用简单3函数去逼近。
用硬件等方法去校正显然是极为复杂、困难的。
而单片机的功能强，运行速度快，利用软件编程的技巧就可以对复杂的非线性进行校正。
仪器的数字化要求它能具有模数转换，译码显示等功能，这些单片机都可以解决。
根据上述原因，我们采用单片机和酒敏传感器的架构方案来进行电路的设计。
3.2设计步骤CPU经过逐一比较，获得测试过程中最大的采样值之后，查表得出相应的浓度值，再进行译码、显示，结果存在寄存器中，可以保持显示，直到按下复位键为止，仪器初次上电或按复位键后，显示屏左边第一位显示“A”字，表示整个系统工作正常。
按下测试键后，左边第一位显示“P”字，表示正在测试，测试过程结束后即显示出浓度值。
对于“超标”(饮酒量超过标准，达到酗酒水平)和“超载”(浓度超过仪器最大测试范围)的判断也由软件完成。
CPU根据设定的标准和满载值与每次采样值相比较，当出现超标时送出报警码，同时送出“c”字型码，在l弄左边第一位显示“E”。
报警码由P23口输出控制556和迅响器等组成的报警电路发出声响报警。
相关参数：45用到的器件：8039、74LS373、2716、74LS27、74LS04、74LS244 、555 、LED ×43.3设计原理分析单元电路设计：如上面的整体设计框图，单元电路可以分为如下几个：1. 频率转换器本单元电路由酒敏传感器和555电路组成浓度频率转换器，如图1所示。
其输出脉冲频率的变化代表着浓度的变化。
本单元为电路的外界探测部分,由酒敏传感器（气敏传感器的一种）实现，把酒精气体浓度转换成电信号的变化，输入信号至单片机处理系统。
2. 最小单片机系统由8039、74LS373、2716组成最小单片机系统。
由CFC输出的脉冲信号送至CPU(8039)的T计数器端口，由CPU进行采样，校正非线性，比较存储，译码显示。
3. 显示系统其工作原理和主要技术指标如下：显示系统由4位LED七段数码管和74LS244，四只3DG1815，四只3DG130组成。
采样时间由软件确定，如图2所示。
根据传感器特征和CPU的计数能力，定为5ms。
采样间隔为0.69ms。
整个测试过程约为1.42s每秒采样约为176次。
对非线性的校正采用查表法。
数据表格和监控程序存在只读存储器2716中。
数据表格占2页，监控程序占1页(1页为256个单元)。
6对于每个采样的数值，表格内有相应的浓度值，以BCD码表示理论上显示浓度可达到0.01mg／L的精度。
四. 课程设计小结与体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关传感器方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
过而能改，善莫大焉。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终7于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。
在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
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