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摘要：酒精浓度测试仪是一款实用性强、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，利用高性能低成本单片机STC89C52对检测信号进行A/D转换和处理，最后通过液晶屏1602LCD显示输出。本研究设计的酒精浓度测试仪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。
关键词：单片机；MQ-3酒精传感器；A/D转换和处理；液晶屏1602LCD
一、前言
对气体中酒精含量进行检测的设备有五种基本类型，即：燃料电池型（电化学）、半导体型、气体色谱分析型、红外线型、比色型。但由于价格和使用方便的原因，常用的只有燃料电池型和半导体型两种。
燃料电池作为一种发电装置，它的原理是将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能。当前各国家都在广泛研究环保型能源，因为它直接可以把可燃气体转变成电能，并且不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一方面应用。与半导体型的相比，燃料电池型呼气酒精检测仪有很多优势，即稳定性好，精度高，抗干扰性好。但是燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，并且材料成本高，价格昂贵。
如今的酒精浓度检测仪都是采用可替代吹管，酒精仪从传统的机械检测或酒精计到现在的利用传感器和单片机核心技术的酒精浓度检测仪是在技术上是一大突破，提高了检测酒精的精确度，社会公共安全系数也大大的提高。
但是现在大部分一般的酒精浓度检测仪价格低的灵敏度低，准确度高的售价也比较昂贵，并且大多只是对结果进行预警、低报、高报三限报警点设置。为了得到准确的浓度数值，在LED 显示酒精浓度数值上应实现普及。同时很多其他气体会可能会对检测的结果产生影响，从而影响准确度，所以在传感器的腐蚀性以及排除其他干扰的能力上也待提升。现在大多都是对气体浓度或液体浓度的单一检测，最好是能解决一个检测仪能同时对酒精的气体和液体两种状态下的检测。
本设计分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机及相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。软件部分程序采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。
二、设计框图
酒精浓度测试仪框图如图1所示。MQ-3乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经A/D转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。
图2 软件流程图
四、设计的心得体会
传统的机械检测仪或酒精仪一般灵敏度和准确度也比较低或者检测方法难，由此检测仪向更迅速、更快捷和方便携带等要求发展。工厂酒精泄露的检测，食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合以及酒后驾车的检测，对居民的人身和财产安全都十分重要且必不可少。由于人们安全意识增强，对检测的精度、准确度、携带方便等要求，再加上气体传感器向低功耗、多功能、集成化发展，而单片机又具有可靠性好、扩展简单、控制功能强等特点，所以基于单片机的酒精浓度检测仪的研究和开发生产具有十分广泛的现实市场和潜在市场的需求。针对目前现状，该系统设计遵循体积小、质量轻、性价比高的原则。
参考文献：
[1]李建忠，《单片机原理及应用》，西安电子科技大学出版社，2002
[2]徐京莲等，《基于多传感器融合的车载酒精检测系统设计》，2010
[3]王彩红、王学梅，《酒精检测仪的研制》，科技信息（学术研究），2008
[4]胡向东，《传感器与检测技术》，北京机械工业出版社，2008
[5]李川，汪秋蒙，《isp技术的原理及实现方法》，电子制作，2008
论文作者:何奕飞
论文发表刊物:《河南电力》2018年22期
论文发表时间:2019/6/21
标签：酒精论文; 浓度论文; 传感器论文; 单片机论文; 检测仪论文; 气体论文; 乙醇论文; 《河南电力》2018年22期论文;