NDIR紅外氣體探測器的嵌入式軟件設計.pdf

1、甲烷、乙烷等碳氫類氣體廣泛存在于石油化工、煤炭礦業(yè)的生產過程中，由于它們有易燃易爆的特性，所以是一種不容忽視的安全隱患；而像甲烷同樣是一種溫室氣體，擴散到大氣中使溫室氣體濃度增加，導致全球變暖加劇。因此，開發(fā)一種能夠實時、準確監(jiān)測碳氫類氣體濃度的儀器，對保護人民生命財產安全、保護地球生態(tài)環(huán)境有重要的意義。
　　NDIR紅外探測器是一種基于紅外吸收光譜原理，以朗伯-比爾定律為根據而開發(fā)的可燃氣體探測系統(tǒng)。傳統(tǒng)的催化燃燒式氣體探測器具

2、有選擇性差、易中毒、使用壽命短等缺點，而NDIR紅外探測器則具有選擇性好、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應速度快、使用壽命長等諸多優(yōu)點，可以實現(xiàn)對氣體濃度的在線、非接觸測量。
　　本文首先在朗伯—比爾定律的基礎上，分析了紅外光檢測氣體濃度的可行性，為探測器的開發(fā)提供理論依據。在接下去的光路系統(tǒng)設計中，我們對系統(tǒng)中所采用的光源、傳感器、氣室等光學部件進行了比較和分析，從而選擇出了合適的光學部件，并從整體結構上確定了單光源對射式作為光路的方案

3、，完成對光學系統(tǒng)的設計。
　　一個完整的系統(tǒng)離不開硬件和軟件上的相輔相成。在硬件上，本文結合光源和探測器的信號特征，對幾個硬件模塊包括光源驅動、信號處理、AD采樣與轉換、MCU輸出做了簡單的介紹。
　　本文將重點介紹系統(tǒng)基于 STM32F407單片機總體的嵌入式軟件設計，STM32F407是意法半導體公司（ST）所研發(fā)的基于Cortex-M4內核的32位單片機，具有豐富的資源，完全滿足探測器開發(fā)應用過程中涉及到的要求。圍繞S