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恶臭气体检测装置多传感器信号分析与处理近年来，随着我国经济政策不断开放和完善，现代工业和交通运输业也随之蓬发展，越来越多的工业废气和汽车尾气，以及各种燃料燃烧的有害物质都排放到大气中，致使我们赖以生存的空气环境越来越不容乐观。到目前为止，我国对恶臭污染的研究治理并没有取得明显的成效。因此，研发一款能真实反映环境污染状况，实时性好、可靠性高的、智能化的恶臭气体检测装置具有非常现实的意义。 本课题基于恶臭气体信号采集系统，针对单一恶臭气体成分，完成了对多传感器信号的分析与处理。详细阐述了恶臭气体检测装置的工作流程，并对各部分进行功能性的描述。除硬件电路部分外，论文还对恶臭气体检测过程中必不可少的气路部分进行了阐述。介绍了恶臭气体检测系统中上位机与下位机通讯协议，以及系统开发平台。 通过阅读文献和大量实验，提出了一种传感器信号的预处理方法。对电化学式传感器和PID传感器信号进行线性回归分析，对MOS系列传感器信号进行非线性回归分析，得出各传感器信号的数学模型，并对其精度和可靠性进行检验，完成了恶臭气体检测系统的定标分析，实现了对氨气、硫化氢类和挥发性有机物类恶臭气体检测信号的分析与处理。课题还深入研究了各类气体传感器的工作原理和各项性能，着重对传感器的灵敏度、低检测限以及重复性效果进行分析。基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统监控软件开发近年来,随着环境污染的进一步加剧,越来越多的研究机构投入到恶臭气体检测的研究中,然而传统的气体检测系统只能进行单一气体的检测,对于复合恶臭气体检测效果不佳,因此我们设计搭建了基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统。由于系统采用多种传感器进行气体检测,对于不同传感器输出信号的采集与处理成为本系统开发的关键,为合理处理多个传感器输出的信号,本课题研究开发了基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统监控软件。本系统采用PC-单片机模式,利用单片机作为下位机控制核心进行数据采集与预处理。课题开发的监控软件正是配合单片机运行的数据处理及传输程序。针对不同气体传感器的输出特性,软件设计了信号的基线调整程序、增益调节程序进行处理。这两部分程序旨在将采集到的数字信号进行幅值的归一化处理,以方便软件进行后续的信号处理。系统采集的气体信号变化缓慢,在采集时常带入高频噪声,为此,软件设计了低通滤波器进行数据处理。下位系统处理数据的能力有限,不能进行复杂的数字滤波器设计,因此我们采用了无限冲激响应数字滤波器进行数字滤波,它很好的模拟了低通滤波功能,当传感器信号变化很缓慢时效果非常好。为了能够实现与上位机的数据传输,本软件还设计了与上位机的通信程序,该程序利用单片机的串行中断实现,通过接收上位机发送的命令来执行相应操作。结构特征与工作原理仪器由采样部分、样气控制浓度分析、数据采集/数字滤波、动态数据图形显示、数据存储/查询/通讯、供电方式自动选择等部分组成。a) 采样部分采样部分是由外置采样枪、聚四氟采样管、高精度恒流采样泵等组成，其作用是由高精度恒流采样泵将待测气体通过外置采样枪，采样管以 1000ml/min 的流量送到传感器阵列组中，然后经仪器排放孔排出。b) 样气控制浓度分析 由电化学（EC）、光离子化（PID）、半导体传感器阵列组成，其功能是传感器对流经阵列组气室内的样气浓度进行检测，并输出与被测气体浓度相应的电流信号。c) 数据采集/数字滤波4由 CPU 控制的数据采集电路对传感器输出的多路信号进行实时采集，并通过数字滤波对异常数据进行处理，克服各种干扰的影响，确保采集的数据准确可靠。d) 动态数据图形显示 仪器采用图型液晶显示屏，可直观显示各种监测数据、图形；仪器工作状态；提供全中文菜单、人机对话方式，界面友好。e) 数据存储/查询/通讯采用大容量数据存储器，可存储 3 个月的历史监测数据；提供方便的数据查询方式；具有 RS485/232 通讯接口，可与计算机进行数据通讯、数据整理、打印。f) 供电方式自动选择仪器采用机内锂电池供电或外接交流市电供电方式，当外接市电时，仪器自动断开机内电池。恶臭气体普及 恶臭是各种气味（异味）的总称，大气、水、废弃物中的异味通过空气介质，作用于人的嗅觉思维而被感知；表征它不仅要靠分析数据，还要通过人们的感知思维进行分析和判断。根据国内外有关论述，可将恶臭定义为：凡是能损害人类生活环境、产生令人难以忍受的气味或使人产生不愉快感觉的气体通称恶臭。概述 恶臭是指难闻的臭味。迄今凭人的嗅觉就能感觉到的恶臭物质就有4000多种，其中对人体健康危害较大的有几十种。有的散发出腐败的臭鱼味，如胺类；有的刺鼻，如氨类和醛类；有的放出臭鸡蛋味，如硫化氢；有的类似烂洋葱或烂洋白菜味等等。恶臭物质使人呼吸不畅，恶心呕吐，烦躁不安，头晕脑胀，甚至把人熏倒，浓度高时，还会使人窒息而死。 恶臭物质分布很广，影响范围大，已成为一些国家的公害。恶臭物质多来源于化学、制药、制纸、制革、肥料、食品、铸造等工业。恶臭对人的呼吸系统 [1] 、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统都有不同程度的损害。恶臭还会使人烦躁不安，工作效率减低，判断力和记忆力下降。高浓度恶臭物质突然袭击，有时会把人当场熏倒，造成事故。发臭机制 恶臭物质发臭和它的分子结构有关，如两个烷基同硫结合时，就会变成二甲基硫 「(CH3)2S】和甲基乙基硫 (CH3·C2H5S)等带有异臭的硫醚。若再改变某些化合物分子结构中 S的位置，其臭味的性质也会改变。例如,将有烂洋葱臭味的乙基硫氰化物(C2H5SCN)中的S与N的位置对调，就会变成芥末臭味的硫代异氰酸酯(C2H5NCS)。各种化合物分子结构中的硫（=S）、巯基(—SH)和硫氰基（—SCN）,是形成恶臭的原子团，通称为“发臭团”。另有一些有机物如苯酚(C6H5OH)、甲醛(HCHO)、丙酮(C2H6C=O)和酪酸(C3H7-COOH)等,其分子结构虽不含硫，但含有羟基、醛基、羰基和羧基，也散发各种臭味，起“发臭团”的作用。
