吴明

摘 要：甲醛通过各种途径入侵人们的生活，比如房子装修。房子在装修中所使用的板材、墙体涂料、木漆柜上的油漆等都含有甲醛。残留的甲醛想要完全挥发，可能要等十年甚至更久。所以如何快速高效的实时检测室内甲醛含量是否超标就显得尤为重要了。传统甲醛浓度测量的方法大多都操作复杂[1]。为此，本研究设计了一种操作简单并且可以准确实时地检测室内甲醛含量，同时还具有超限报警功能的台式甲醛测试仪器。此设计方案基于LPC1768单片机，主要采用英国达特公司生产的电化学型甲醛传感器，此外还采用OS操作系统控制可触摸屏作为人机交互界面。

关键词：甲醛；OS操作系统；人机交互界面

0 引言

现如今，人们家装所用的材料如家具、织物、木制品填料、清洁剂、化妆品和个人用品等中大多都含有甲醛。实测数据表明，一般正常装修的情况下，室内甲醛的释放期会持续3～15年[2]。可以说甲醛是生活中不可避免的一类令人头疼的有害物质。通过监测仪向使用者提供当前空气里甲醛污染状况，能提醒使用者何时新房能够入住，何时需开窗通风或者帮助使用者找出家中污染程度严重的家具或其他物件以便做妥善处理等，使人们免于受到浓度超标的有害气体的侵害。

1 台式甲醛测试系统

台式甲醛测试系统可大致分为3个部分：各传感器信号监测、单片机及外围电路部分、触摸屏部分。

以下分3个步骤说明该系统工作原理（图1）。

（1）甲醛传感器端，正常工作时不断监测环境各参数。

（2）单片机及外围电路转换读取环境各参数。

（3）触摸屏实时显示传感器所测的数值，超限时启动报警系统，此外兼有人机交互功能。

2 甲醛浓度的检测

甲醛浓度的检测主要依赖于DART甲醛传感器，如图2所示。

DART甲醛传感器是两电极电化学型的传感器[3]，通过扩散原理实现，因此不需要外部采样硬件。当有甲醛气体存在的时候，将会有一个很小的直流产生；传感器本身不需要电源供应，但是产生的这个电流需要外部的数据采集将其变为可读的信号。

如图3所示的转化电路图，最终的效果是传感器正极端流出电流信号，从负极端流进电流，在此过程中，流回传感器的电流流经了电阻VR1和R1，再回到传感器负极，所以LTC1049运放的输出端OUT输出的电压值为-IN极电压值加上电容C1两端的电压值。再因为LTC1049运放-IN和+IN端之间有虚短的效果，因此，LTC1049运放的输出端OUT输出的电压值为+IN极电压值加上电容C1两端的电压值。甲醛传感器输出的电信号非常微弱，因此放大器需要选择高放大倍数的运放，电路设计和元器件的选择因而就显得非常的关键。

3 人机交互界面的设计

台式甲醛测试系统界面的制作可以依靠一款PC上位机软件GUIBuilder.exe来完成。GUIBuilder应用程序是一款无须使用C编程语言即可创建对话框的工具，并且提供了丰富的控件。控件的摆放位置以及控件本身的大小，都可通过拖放操作来实现，而无须编写源代码。根据上下文菜单，能添加其他各种属性。对这些控件的属性进行编辑后，就能实现对控件属性的调整，通过该软件来绘制简易的甲醛监测仪的显示界面。此软件操作很简单，不在此一一赘述。

4 实验分析

在甲醛测试仪成型时，在网上购买得到标准浓度的甲醛气体测试包，方便测试甲醛测试仪的准确性。如图4所示为甲醛监测仪实验测试图。

5 总结

此次所设计的甲醛监测仪的测量效果良好。笔者在设计此甲醛监测仪之前，曾购买过一台手持式的甲醛测试仪，其结构采用泵吸式结构，发现效果很一般，数值跳动大，在同一点测试很不稳定。因此，两相比较，此次设计的甲醛监测仪在检测甲醛气体的效果还是值得肯定的。

参考文献

[1]李刚，李娟，文霞，等.室内甲醛快速检测仪法与乙酰丙酮分光光度法对比研究[J].制冷与空调，2015，29（5）：523-525.

[2]秦桂香，汪鹏.装修污染物甲醛的检测及其防治探索[J].青海师范大学学报（自然科学版），2008，（3）：71-74.

[3]王国胜，郭联金.传感器在室内环境空气质量检测中的应用[J].现代科学仪器，2013，（4）：76-79.

（作者单位：合肥工业大学仪器科学与光电工程学院）