基于ARM的便携式臭氧浓度检测仪的研制

臭氧(O_3)作为一种无污染的强氧化剂,已在医学、卫生、食品、饲养业、养殖业、化工生产、大气净化、污水处理和饮用水杀菌消毒等行业广泛应用,取得了显著效果,其应用规模也越来越大。在使用中,如果臭氧浓度过高会加大设备造价同时对人体有危害,臭氧浓度太小又难以收到满意效果。因此在很多场合必须严格控制臭氧的浓度,以便达到既能杀菌消毒,又不危害人体健康的目的。目前,臭氧检测的方法分为两类,一类是采样后实验室分析,首先进行环境空气的样品采集,然后拿到实验室利用化学方法进行分析;一类是自动监测仪器法,利用臭氧自动监测仪进行环境空气中臭氧浓度的测定。然而在对臭氧消毒后空气中臭氧浓度检测的过程中,以上两种方法具有检测周期长、操作步骤复杂、设备体积大、不便于携带等缺点。因此设计一种检测方法简单、体积小、重量轻、低功耗、智能化程度高的便携式臭氧浓度检测仪具有一定的现实意义。 在硬件设计上,首先,为了完成臭氧浓度信号的提取,对臭氧传感器进行了精心的选择;其次,为了保证传感器稳定可靠的工作,重点设计了恒电位仪电路,同时为了满足后续A/D检测精度的要求,对检测到的电压信号进行了调理;最后,为了实现系统的基本功能,以ARM微处理器LPC2210为核心搭建了系统的硬件平台。 在软件设计上,为了提高系统的智能化程度,引入了μC/OS-II操作系统。同时为了减少系统功耗尽量缩短CPU的运行时间。当仪器无人操作一段时间后,系统会自动关闭一部分外围器件并且使微处理器处于掉电状态以减少功耗。 在操作的可靠性方面,设计了一键开机功能;同时为了延长电池的使用寿命,设计了电源智能管理模块。