一種甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

南江萍

（西安交通工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

一種甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

南江萍

（西安交通工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

近年來(lái)隨著人們生活水準(zhǔn)的提高，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，同時(shí)也因?yàn)槿藗兊母鞣N仿制能力越來(lái)越強(qiáng)，通常會(huì)用低成本的原材料制造各種劣質(zhì)的成品，比如：家具、各種家裝飾品、汽車內(nèi)飾等，而又難以通過(guò)直觀的方式發(fā)現(xiàn)其是否含有有害氣體，所以人們通常會(huì)對(duì)自己新裝的房屋或者新購(gòu)買的汽車等進(jìn)行甲醛檢測(cè)，以防范甲醛引發(fā)的各種疾病，所以該檢測(cè)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生，而且受到廣泛關(guān)注。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案基于芯片，運(yùn)用傳感器，在系統(tǒng)傳感親模塊輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成為單片技能識(shí)別的信號(hào)，處理之后會(huì)將甲醛的含量顯示在顯示屏上，并發(fā)出聲響以報(bào)警提醒，本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，價(jià)值極高。

傳感器；單片機(jī)；甲醛檢測(cè)；甲醛

甲醛是一種有毒物質(zhì)，如果存在于周圍的環(huán)境中，由于其長(zhǎng)期對(duì)身體的侵入，會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)或者人體的其他方面產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，輕則影響人的各種激素分泌，導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，重則會(huì)導(dǎo)致一些不可逆轉(zhuǎn)的疾病，嚴(yán)重影響了人體的健康。鑒于其有如此嚴(yán)重的后果，人們對(duì)于甲醛檢測(cè)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈[1]。

甲醛檢測(cè)系統(tǒng)攜帶方便，操作系統(tǒng)通俗易懂，人們只需簡(jiǎn)單操作即可知道自己新裝的房屋或者是新購(gòu)的汽車內(nèi)空氣質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，所以該系統(tǒng)在空氣質(zhì)量并不是特別理想的當(dāng)今擁有自己的粉絲群體，擁有著自己的發(fā)展空間。

1 甲醛的來(lái)源以及危害性

1.1 甲醛的來(lái)源

甲醛主要來(lái)源于各種裝修的物質(zhì)，比如墻紙、室內(nèi)裝飾的膠合板，細(xì)木工板、中密度纖維板、刨花板等所使用的膠水或者黏合劑，其中大部分膠水或者黏合劑都不合格，而甲醛不但有助于提高黏合性還有加強(qiáng)板材硬度以及防蟲、防腐的功能，還被用于制作各種油漆、墻面漆、各種防水制劑、各種汽車椅墊、皮套或者汽車內(nèi)飾的膠制品等等。直接接觸皮膚的各種床上用品和室內(nèi)用品包括沙發(fā)、床罩等，總之在人們的生活中無(wú)處不在，也隨時(shí)影響著人們的品質(zhì)生活。只有通過(guò)研究一種可以檢測(cè)這種氣體存在的儀器才能解決其對(duì)生活的困擾，這就是本文中提到的甲醛檢測(cè)系統(tǒng)。

1.2 甲醛的危害

甲醛是一種極強(qiáng)的殺菌劑，在衛(wèi)生部門以及一些專門搞研究的部門專門用作防腐保存使用，一些品質(zhì)墻面涂料也使用甲醛作為防腐劑，更為甚者，一些不法商人用作食品保鮮用，這一切使得甲醛成為有毒化學(xué)制劑之首，而甲醛也被世界衛(wèi)生組織定為致癌致畸物質(zhì)，主要對(duì)人的嗅覺以及肺功能、肝功能和免疫功能刺激較大，長(zhǎng)期接觸會(huì)引起各種癌癥、基因突變、染色體異常等情況，還會(huì)引起青少年記憶力和智力下降，對(duì)人們的身體影響是巨大的，其危害也是顯而易見的。

2 甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的研究

2.1 甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成

（1）傳感器。傳感器就是代替人或者動(dòng)物的感覺器官，又可以說(shuō)是人感覺器官的拓展，在科技發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)超越了人或者動(dòng)物的感覺器官，溫度類型的可代替人的皮膚，光敏類型的可部分代替人的眼睛，氣敏類型的可略微代替人的鼻子，而人無(wú)法感受到的紅外線、磁場(chǎng)等它也能感受到，而高靈敏的這種類型可以感受人或者動(dòng)物的感覺器官感受極限之外的極為細(xì)小的溫度、光、氣等變化。

（2）A/D轉(zhuǎn)換電路。A/D即為數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它是控制系統(tǒng)電腦之間不可缺少的鏈接方式。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，就要檢測(cè)相關(guān)參數(shù)，A/D轉(zhuǎn)換器，把檢測(cè)到的電壓或電流信號(hào)（模擬量）轉(zhuǎn)換成電腦能夠識(shí)別的等效數(shù)字量，這些數(shù)字量經(jīng)過(guò)電腦的處理后輸出結(jié)果，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡妷夯螂娏餍盘?hào)，送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制過(guò)程的目的。

（3）單片機(jī)。單片機(jī)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，相當(dāng)于說(shuō)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)縮小版本但是又蘊(yùn)含了計(jì)算的功能，它是一種集成電路芯片，是一個(gè)采用了極大規(guī)模的集成電路技術(shù)通過(guò)一些復(fù)雜的算法將一系列的CPU、定時(shí)器等集成到一塊硅片上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]，也就是說(shuō)它是一個(gè)縮小版的計(jì)算機(jī)，其處理能力超強(qiáng)、速度相當(dāng)快、環(huán)境的適應(yīng)能力非常強(qiáng)、可靠性高、攜帶方便、性價(jià)比較高，所以其在各個(gè)領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用。而現(xiàn)在單片機(jī)主要運(yùn)用于各種小家電、儀器表、醫(yī)療器械、航空等領(lǐng)域，在高科技發(fā)展的現(xiàn)代到處都有單片機(jī)的身影，由于其實(shí)質(zhì)是縮小版的計(jì)算機(jī)，所以只要有哪種產(chǎn)品有這個(gè)東西便使得原產(chǎn)品有互聯(lián)網(wǎng)的影子了。

2.2 甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

以上3項(xiàng)解釋了檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，這幾樣連在一起就成了健全檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理，通俗地說(shuō)也就是基于傳感器，在系統(tǒng)中輸出標(biāo)準(zhǔn)電流，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成了單片機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，然后單片機(jī)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，最后將甲醛的含量顯示在顯示屏上的一種循環(huán)的系統(tǒng)，把這個(gè)系統(tǒng)組裝在一起就是一個(gè)小機(jī)器，這個(gè)小機(jī)器就能對(duì)甲醛進(jìn)行檢測(cè)，即甲醛氣體經(jīng)擴(kuò)散在電極上進(jìn)行電化氧化反應(yīng)，工作電極信號(hào)通過(guò)傳感器輸出，同時(shí)電路使得其與電極之間保持穩(wěn)定的電位差，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)處理然后生成了甲醛氣體濃度值，并形成數(shù)字顯示在儀器板上。

2.3 甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）流量穩(wěn)定：儀器采用獨(dú)立電機(jī)，具有流量恒定、精確度較高的特點(diǎn)。

（2）有溫度濕度顯示：面板上可以顯示檢測(cè)環(huán)境的溫度和濕度，可以直觀地反映檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境狀況。

（3）功能多樣化：可同時(shí)檢測(cè)室內(nèi)空氣中的各種有害氣體，如：甲醛、苯等有害氣體，而不僅僅是檢測(cè)甲醛這一種氣體。

（4）自動(dòng)控制：可任意設(shè)定時(shí)間，操作簡(jiǎn)單、直觀，不用刻意學(xué)習(xí)怎樣使用。

（5）輕便：機(jī)器體積小、輕便、方便攜帶。

（6）使用方便：快速響應(yīng)，用戶可以自己校準(zhǔn)，無(wú)需預(yù)熱時(shí)間，自動(dòng)背光顯示，大量程檢測(cè)范圍，不需要安裝檢測(cè)藥片即可隨時(shí)檢測(cè)。

3 甲醛檢測(cè)系統(tǒng)的必要性

在新裝修的房屋以及新購(gòu)的汽車等相對(duì)密閉的空間中，甲醛等有害氣體超標(biāo)是常有的事情，雖然可以從材質(zhì)或者從做法上盡可能地去避免這種有害物質(zhì)的產(chǎn)生，但是為了身體的健康，最好運(yùn)用高科技甲醛檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)新房或者新購(gòu)汽車等進(jìn)行甲醛等有害氣體的檢測(cè)，以便作出相應(yīng)的防護(hù)措施，來(lái)有效避免或者減少對(duì)人類身體的傷害，正是由于人們這方面意識(shí)的提高，所以甲醛檢測(cè)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生，以滿足廣大群眾的需要。

4 結(jié)語(yǔ)

過(guò)去人們都是通過(guò)鼻子或者說(shuō)嗅覺來(lái)代替專業(yè)的空氣檢測(cè)，這樣的檢測(cè)只能算是粗略的檢測(cè)，一般氣味是嗅不到的，當(dāng)聞到有氣味的時(shí)候，就會(huì)放置綠色植物或者活性炭或者一些其他方式來(lái)除去空中的氣味，而事實(shí)上空氣中的甲醛或者有毒氣體釋放周期長(zhǎng)，輕微超標(biāo)則不容易察覺。如果人們長(zhǎng)期在這種環(huán)境中生活，對(duì)身體的危害是巨大的，這種氣體對(duì)人體免疫系統(tǒng)的侵害是潛在的難以察覺的，等發(fā)現(xiàn)的時(shí)候已經(jīng)晚了，對(duì)人體器官已經(jīng)產(chǎn)生影響了，所以說(shuō)從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)甲醛檢測(cè)是相當(dāng)有必要的，因此，必須依賴甲醛檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)室內(nèi)或者車內(nèi)進(jìn)行精確的檢測(cè)，防患于未然總是好的。

[ 1]潘政華.甲醛對(duì)人體健康的影響以及治理措施[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2011（4）：108-109.

[2]趙茂泰.智能儀器原理以及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

Design of a formaldehyde detection system

Nan Jiangping
（Xi’an Traffic Engineering Institute, Xi’an 710300, China）

In recent years, with the improvement of people's living standard, people’s requirement to life quality is higher and higher, but also because of people's various imitation ability is stronger and stronger, they usually make all kinds of poor quality products with low cost raw materials, such as furniture, all kinds of home decoration, car interiors and so on, and usually it’s difficult to identify whether there are harmful gases for people through naked eye, so they often check formaldehyde to their new house or new cars, in order to prevent various diseases caused by formaldehyde, so the detection system has emerged, and it has attracted more and more attention, the system’s design scheme is based on the chip, using sensor to transform to a signal for the recognition of a single chip in the standard current output of the sensor module of the system converted by the A/D converter. Formaldehyde content will be displayed on the display screen after treatment, and sound to alarm, this design has the advantages of simple operation, convenient carrying, it has extremely high value.

sensor; single chip microcomputer; formaldehyde testing; formaldehyde

南江萍（1986— ），女，陜西西安，碩士，助教；研究方向：自動(dòng)化。