[发明专利]一种基于STM32的多组分气体浓度检测系统及方法

说明书

一种基于STM32的多组分气体浓度检测系统及方法；采样气室上设有进气口和出气口，进气口和出气口处安装防水膜，核心电路模块调节红外光学系统发出对应强度的红外光线至探测交互区，探测交互区位于采样气室上；核心电路模块调节热释电探测器模块对应采集发射到探测交互区上的红外光信号，热释电探测器模块将采集的红外光信号传输给核心电路模块处理；恒温模块采集采样气室内的温度数据并传输给核心电路模块，核心电路模块将处理后的数据传输给恒温模块进行温度调节。通过热释电探测器模块上的多个滤光片和热释电探测器可以检测多组分气体的浓度，同时采样气室可以保持温度和湿度的适宜，保证结果的准确性。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种基于STM32的多组分气体浓度检测系统及方法。

背景技术

随着社会和工程技术的发展，在放毒防爆、环境检测、化工生产、尾气检测、工业卫生等多个领域，都可以看到对于气体检测的需求。而涉及到气体检测的需求时，往往需要检测多种气体的浓度。常用的同时检测多种气体的方法主要有电化学法、紫外线电离法、超声波声法和高压击穿法。但是这四种方法都有一定的缺点。电化学法检测精度低，并可能在检测过程中产生出有毒气体而对环境造成污染；紫外线电离法检测的范围小，并且设备占地大无法小型化会给检测带来不便；超声波法同样有监测范围小的缺点，同时它的检测结果受温度和湿度的影响很大；高压击穿法的灵敏度较差，且高压电极不能长时间处于工作状态。

红外检测技术的原理是不同的气体分子由于其化学结构不同，对不同波段的红外光的吸收程度不同。而且和上面四种方法相比，红外检测技术所检测到的气体浓度精度更高、检测速度更快，成本更低，也不会造成二次污染，同时还可以进行连续长时间地检测工作，在工程应用中更加方便。

不同气体对不同红外光的吸收规律可用Lambert-Beer定律来表述，其公式为：

I＝I₀e^-βCL

其中，I表示待测气体吸收过后的红外光光强，I₀表示红外光源的辐射光强，β表示气体的吸光系数，C表示采样气室内待测气体的浓度，L表示红外光光程。

从上述公式可以看出，固定红外光源的辐射光强和红外光光程，查表得知不同气体的吸光系数之后，只需要知道待测气体吸收过后的红外光光强，便可以算出采样气室内待测气体的浓度。

传统的红外检测技术，一次只能对一种气体的浓度进行检测。若要检测多种气体，就需要经常性地更换设备或者更改滤光片，十分不方便。由此，为了在尽可能减小设备复杂度的情况下实现红外检测气体传感器同时检测多组分气体的功能，需要对红外检测设备的结构进行改进。同时，为了保证检测结果的准确性，需要对气室内的环境进行控制。其中，对影响检测结果影响最大的两个因素是温度和湿度，红外气体浓度检测设备应该对这两个因素进行严格的控制。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于STM32的多组分气体浓度检测系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于STM32的多组分气体浓度检测系统，包括采样气室、红外光学系统、恒温模块、核心电路模块、热释电探测器模块；红外光学系统和恒温模块均安装在采样气室内；

所述采样气室上设有进气口和出气口，所述进气口和出气口处安装防水膜，防水膜位于采样气室内壁上；

所述核心电路模块调节红外光学系统发出对应强度的红外光线至探测交互区，所述探测交互区位于采样气室上；

所述核心电路模块调节热释电探测器模块对应采集发射到探测交互区上的红外光信号，热释电探测器模块将采集的红外光信号传输给核心电路模块处理；

所述恒温模块采集采样气室内的温度数据并传输给核心电路模块，核心电路模块将处理后的数据传输给恒温模块进行温度调节。