燃气监测模块设计

燃气监测模块设计

在燃气监测模块的设计上，主要是采用的MQ-5传感器，该传感器属于气敏传感器的一种，在家庭和工业化中比较适用，特别是在液化气、天然气及煤气的监测上，发挥着很大的作用，我国在这些方面几乎都应用进了燃气监测。并且，在适用该监测模块的时候，并不会对乙醇和烟雾造成影响，有着很强的抗干扰能力和响应恢复能力，在经过使用之后对其进行总结发现，使用的寿命比较长，稳定性也比较好，在对电路进行检测时操作起来要简单方便很多，也正是因为这些特征，使得燃气监测受到了市场的青睐。在室内环境监测系统的设计上，燃气监测模块也发挥着巨大的辅助作用。MQ-5气敏传感器的结构如图2.4所示。

其主要是由小型的AL2O3陶瓷管和SnO2敏感层、以及测量电极等构成的，这些元件在燃气监测模块当中是固定的，并且，还有不锈钢制成的腔体保护，这给整个传感器的运行奠定了扎实的基础。通常情况下，封装比较好的气敏传感器就只有六个引脚，有四个引脚是作用于信号取值的，两个引脚获得和提供加热电流间。MQ-5传感器的回路电压小于或等于十五伏，加热电压为5.0伏±0.2伏，负载电阻可以进行调整，同时，加热电阻为三十一欧姆±三欧姆，加热功耗小于或等于九百兆瓦。

并且，MQ-5的敏感体电阻为10K欧姆中60K欧姆之间，浓度斜率在0.6以下，当其处于20摄氏度±2摄氏度的湿度温度下可以进行运行，同时，湿度应该保持在百分之六十五±百分之五之间。MQ这一类的气敏传感器在敏感材料上对于活性要求十分高，在空气里面把金属氧化物的半导体加热到指定温度的时候，半导体的表面上就会吸附很多的氧原子，这使得半导体的表面电子会被转移到吸附氧上去，最终两者相结合就形成了氧负离子，半导体的表面会产生一个比较正的电荷层，也正是因为有电荷层的存在，半导体表面会有所增高，但这并不利于半导体，反而会将电子流动性加以阻碍，传感器的电阻也就来自于

这样的势垒。在一个适合的环境之下，传感器会在还原性气体当中，这个时候，氧负离子和还原性气体就会产生氧化反应，最终，所看到的半导体表面浓度就比较低，势垒也会随着浓度降低而降低，最终使得传感器的阻值减小间。与此同时，如果说MQ-5气敏传感器处于一个适当的工作环境当中，再加上空间浓度的适当性，那么传感器的电阻值和还原性气体的关系就可以用公式1来表示。

Rs=A[C]-a （1）

在公式1当中，Rs等于MQ-5气敏传感器的电阻，A等于常数，[C]等于气体的浓度，而a则是代表的Rs的曲线斜率。

图2.4 MQ-5气敏传感器的结构

Figure 2.4 structure of mq-5 gas sensor

MQ-5气敏传感器会把收集到的环境燃气浓度转化成为电信号，燃气的浓度变化会转变成为气敏传感器的内阻变化，然后，再转换成为电压的变化情况，最终实现燃气的模拟电信号。在把模拟电信号进行处理之后，发送到A/D转换器当中，再通过ADC0832转换器转化成为数字信号后输送到单片机里面去。ADC0832的CLK接口和D0接口、DⅠ接口等可以被单片机所控制。当cs接口被选择的时候，单片机就可以在ADC0832转换器当中来选择甲醛检测量或燃气检测量，具体的连接路线如图2.5所示。

图2.5 MQ-5气敏传感器和ADC0832转换器的连接线路

Figure 2.5 mq-5 connection line between air sensor and ADC0832 converte