基于DSP的气体传感器温度调制模块的设计与实现

周君伟，魏广芬，魏书田

(山东工商学院信息与电子工程学院，山东烟台　264005)

0　引言

半导体气体传感器具有体积小、成本低、灵敏度高以及可实时检测分析被测气体等优点。但是，由于半导体气体传感器本身的特性，使得其在应用中存在着一些缺点，其中最显著的缺点就是气体选择性差。环境中的气体通常都是以多种气体的混和状态存在的，其物理化学性质还与环境的温、湿度密切相关，半导体气体传感器做不到只对一种气体响应而不受其它气体的干扰[1]。实验证明，金属氧化物半导体气体传感器的气敏特性受器件温度的影响和控制，在不同工作温度下，气敏材料对不同气体的选择性和灵敏度不同[2-10]。这是因为，各种气体的分子结构与化学键不同，物理、化学性质也不同，使得它们在气敏材料表面的最佳吸附响应温度不同[8]。在该背景下，研究人员提出了半导体气体传感器的温度调制技术，近年来发展迅速，成为气体检测领域的研究热点。该技术通过将半导体气体传感器调制在不同的温度模式下，测试传感器在给定温度模式下对不同气体的动态响应信号，结合信号处理技术，提取传感器对不同气体成分的响应特征，用于气体的识别、量化和分类[9]，进而组建基于单传感器温度调制技术的电子鼻系统[2，，9-10]。从系统组成上来看，基于单传感器的温度调制技术的电子鼻系统主要包括温度调制、信号采集和处理、模式识别等功能模块，其中温度调制模式的选择和设计是该技术的核心和关键部分[11]。……