基于無線傳感網(wǎng)絡的瓦斯?jié)舛炔杉岸穗娐吩O計

　　圖2 瓦斯傳感器的硬件接口示意圖

　　瓦斯傳感器采用熱催化式瓦斯傳感器，內(nèi)部含有載體催化元件。若探頭氣室內(nèi)無瓦斯氣體，電橋保持平衡，此時沒有信號輸出。反之，則失去平衡，輸出一個電信號，該信號與瓦斯氣體濃度成正比。由于監(jiān)測信號的值比較小，只有mV級大小，所以要經(jīng)儀表放大器AD623進行放大，然后再送入CC2430微處理器的P0_0模擬通道進行A/D轉(zhuǎn)換。CC2430微處理器將經(jīng)過運算后的數(shù)據(jù)通過RF射頻模塊進行無線傳輸。

　　載體催化元件根據(jù)催化燃燒效應的原理工作，電橋的兩個臂由一個檢測元件和一個補償元件組成。Rc為補償元件，Rd是催化傳感元件，這是一個典型的惠斯通電橋。由穩(wěn)壓源提供3.0V電源，將Rd和Rc放置 同一監(jiān)測環(huán)境中。在沒有瓦斯的空氣狀態(tài)中，Rd=Rc，輸出端信號電壓Uout= 0；如果空氣中有瓦斯氣體存在時，在補償元件阻值不變的情況下，催化傳感元件的表面發(fā)生無焰催化燃燒，且阻值隨溫度上升而增加到 Rd+Rd，從而使電橋失去平衡。其工作原理如圖3所示。

　　圖3 基本測試電路

　　當 采用恒壓 源進行 供電 時，輸 出不 平 衡 電 壓如下：

　　（1）

　　則有：

　　（2）

　　Rd與敏感元件的結構尺寸、性質(zhì)、材料等有關。因此，在理想情況下，電橋輸出的電壓信號與空氣中的瓦斯?jié)舛瘸烧?，在一定濃度測量范圍內(nèi)，輸出電壓信號與瓦斯?jié)舛瘸示€性輸出。