大学生创新项目“甲醛监测装置”的申请、实施与思考

基层教育

农家参谋

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NONG JIA CAN MOU

陈跃沈建飞陈超

（苏州工业园区职业技术学院，江苏苏州，215123）

【摘要】随着生活水平的提高，装修房屋方式多样化，污染物在装修材料中大量存在。关于室内污染，目前头号化学污染物是甲醛。对人体的危害很大，人们的健康和生命安全受到严重威胁。本文介绍了甲醛监测及负离子法甲醛去除装置的研制方法，主要包括设计原理、结构组成、设计方法等。

【关键词】甲醛监测；A/D 转换器；负离子；单片机1 引言

随着生活水平的提高，装修房屋方式多样化，污染物在装修材料中大量存在。关于室内污染，目前头号

化学污染物是甲醛。对人体的危害很大，人们的健康和生命安全受到严重威胁。据有关统计数据显示，室内化学污染引起的疾病占2/3，有害化学物质的住宅占新房的30%，国家环保部和国家卫生部联合发布《室内空气质量标准》要求：室内甲醛的浓度应该低于0.10mg/m 3。有鉴于此，我们大学生创新项目组开展了“甲醛监测及负离子法甲醛去除装置的研制”的项目研究，我们研究出来的装置，实时监测甲醛的浓度，并显示出来；负离子发生器能够产生负离子，而负离子能够优化环境，甲苯、甲醛等污染物被直接分解为二氧化碳和水。

2 项目研究目标及主要内容

目标：熟悉甲醛传感器的工作原理，掌握负离子发生器的工作原理及方法，掌握单片机系统设计，通过创新项目制作出的“甲醛监测及负离子法甲醛去除装置”，将在市场上进行小范围推广。其次是锻炼我们基于专业基础之上，去研究开发新的产品，去主动学习新的知识，发挥大学生创新能力，为实现自我社会价值做出努力。

主要内容：1）甲醛传感器的工作原理，应用方法，灵敏度的调制。2）负离子发生器的设计方法，功放、升压、整流变换电路设计，碳纤维电极应用技术研究等。3）I/V（电流/电压）转换器的输入输出特性；提高转换器可靠性的方法研究。激光、光纤技术转换仪器中的应用，微电流放大器在工业标准上的电流（0～10mA、4～20mA）到工业标准上的电压（0～5V、1～5V）的转换方法的研究。4）A/

D 转换器ADC0809的工作原理，掌握A/D 转换器程序设计方法及与8051单片机连接的接口电路设计方法。5）单片机系统的硬件电路的设计方法和单片机系统软件的编程方法。

3 项目研究方案

当室内的甲醛气体，扩散至甲醛传感器内部时，与传感器内部溶液发生氧化还原反应，该化学反应会消耗电极、转移电子数，并产生一个微安级的电流信号，该电流信号经过I/V 转换后变为电压信号。信号调理电路对甲醛传感器的电压信号进行线性放大。放大后的电压信号经过A/D 转换电路，将模拟的电压信号转换为8位二进制的数字量，输入至单片机内部。

4 研究进度安排

2019年5月 - 2019年6月市场调研分析，功能方案确定2019年6月 - 2019年8月甲醛检测电路的设计2019年8月 - 2019年11月负离子发生器部分电路设计2019年11月 - 2019年12月控制单元的主程序设计2019年12月 - 2020年1月 “甲醛监测装置”安装与调试2020年1月 - 2020年3月创新项目论文写作

2020年3月 - 2020年5月 “甲醛监测装置”应用展示5 项目组成员分工

图1 原理结构框图

项目主持人负责整个项目的流程，作好与指导老师之间的沟通，监督指导各活动成员的工作，制定团队工作守则，并认真督促，定期、不定期召开总结会议，发表个人见解，总结经验，吸取教训，统筹使用经费，做好费用计划与控制。

项目主持人将整个项目分为7个子项目，分别由各个成员负责，责任到人，分工明确。1）市场调研分析，功能方案确定；2）甲醛检测电路的设计；3）负离子发生器部分电路设计；4）控制单元的主程序设计；5）“甲醛监测及负离子法去除装置”安装与调试；6）创新项目论文写作；7）

“甲醛监测及负离子法去除装置”应用。

6 学校提供条件

苏州工业园区职业技术学院为创新项目的研究开展，提供了足够的硬件条件，各种实验设施能够保证课题研究的顺利开展，仪器设备齐全，有单片机综合实训室、网络型可编程控制器技术应用实训室。给予大学生实践创新项目组学生成员一定的选修学分。苏州工业园区职业技术学院地处电子技术高度发达的长三角地区，为项目的开展提供了便捷条件。同时也方便了课题组与协作单位协作开发，为课题成果产业化铺平了道路。创新项目团队成员具备了丰富的系统开发能力和实际动手能力，能够胜任项目开展的各项研发工作。

7 结束语

单片机是甲醛监测及负离子法甲醛去除装置的核心。如果甲醛浓度过高，负离子发生器在单片机控制下起动工作。负离子发生器能够产生负离子，而负离子能够优化环境，甲苯、甲醛等污染物被直接分解为二氧化碳和水。

江苏省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201912809021Y）参考文献

[1]唐翟等.单片机原理与应用冶金工业出版社[J].2003.3.[2]吴国经等.单片机应用技术中国电力出版社[J].2004.1.

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