跟着人类社会的前进和科学技术的开展，人们的生活水平得到了敏捷前进，工业生产规模也敏捷扩展，但一起导致了二氧化碳的排放成倍增长，如温室效应，土地荒漠化程度加快等，严重影响并损坏着人类的生存环境。别的，二氧化碳是作物光合作用的主要原料，其含量适宜与否直接影响作物的成长。近年来，跟着人们环保认识的增强，科技前进的前进，怎么快速检测二氧化碳的含量，减少二氧化碳的排放，已成为各级政府和广阔有识之士特别重视的问题，因此研讨并规划二氧化碳检测电路具有十分重要的含义。
现在检测二氧化碳的办法主要有化学法、电化学法、气相色谱法、容量滴定法等，这些办法遍及存在着价格贵，普适性差等问题，且丈量精度还较低。而传感器法具有安全可靠、快速直读、可接连监测等长处。现在各种检测用的二氧化碳传感器主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导改动型厚膜式等，这些传感器存在对气体的挑选性差、易呈现误报、需求频频校准、使用寿命较短等缺乏。而红外吸收型二氧化碳传感器具有丈量规模宽、灵敏度高、呼应时刻快、挑选性好、抗干扰能力强等特色。为此本规划选用红外吸收型二氧化碳传感器，整个电路规划力求简略易用，快速直读，价格低廉。
1 检测电路的作业原理
1.1 红外吸收型二氧化碳气体传感器的作业原理
红外吸收型CO2气体传感器是依据气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异的原理制成的。不同气体分子化学结构不同，对不同波长的红外辐射的吸收程度就不同，因此，不同波长的红外辐射顺次照射到样品物质时，某些波长的辐射能被样品物质挑选吸收而变弱，发生红外吸收光谱，故当知道某种物质的红外吸收光谱时，便能从中获得该物质在红外区的吸收峰。同一种物质不同浓度时，在同一吸收峰方位有不同的吸收强度，吸收强度与浓度成正比联系。因此通过检测气体对光的波长和强度的影响，便能够确认气体的浓度。
依据比尔朗伯规律，输出光强度 、输入光强度 和气体浓度 之间的联系为：
式中
为摩尔分子吸收系数；C 为待测气体浓度；L 为光和气体的作用长度（传感长度）。对上式进行变换得：
通过检测相关数据就能够得知气体的浓度 。
图1 二氧化碳传感器探头结构
红外二氧化碳传感器探头结构如图1所示。是由红外光源、丈量气室、可调干与滤光镜、光探测器、光调制电路、扩大体系等组成。红外光源选用镍铬丝，其通电加热后可宣布3～10μm的红外线，其间包含了4.26μm处CO2气体的强吸收峰。在气室中，二氧化碳吸收光源宣布特定波长的光，经探测器检测则可显现出二氧化碳对红外线的吸收状况。干与滤光镜是可调的，调理他可改动其通过的光波波段，然后改动探测器探测到信号的强弱。红外探测器为薄膜电容，吸收了红外能量后，气体温度升高，导致室内压力增大，电容南北极间的间隔就要改动，电容值随之改动。CO2气体的浓度愈大，电容值改动也就愈大。
1.2 检测电路的规划原理
图2 检测电路原理框图
检测电路规划的原理框图如图2所示。
检测电路由红外二氧化碳传感器、数字滤波电路、扩大电路、稳流电路、单片机体系、温度补偿等组成。规划的基本原理是红外二氧化碳传感器将检测到的二氧化碳气体浓度转化成相应的电信号，输出的电信号别离通过滤波、扩大处理，输入到单片机体系，并经温度和气压补偿等处理后，由单片机体系输出送显现装置显现其丈量值。
1.3 检测电路的规划
图3 二氧化碳检测电路图
依照上述规划原理，规划的二氧化碳检测电路如图3所示。作业原理是首先由红外传感器将探测到二氧化碳气体的浓度并转化成电信号，滤波电路提取电信号并输出到扩大电路，通过单片机体系处理后输出，再由74AC138送入显现电路，以完成对二氧化碳气体浓度的检测。
电路中由R1、R2、R3、R4、C1、C2和运放组成滤波电路〔2〕，在电路中既引入了负反馈，又引入了正反馈。当信号频率趋于零时，因为C1的电抗趋于无穷大，因此正反馈很弱；当信号频率趋于无穷大时，C2的电抗趋于零。这样就确保了当信号频率在趋于零和无穷大之间的任何一个值，滤波电路都能够正常提取相应的电信号。
滤波电路之后的扩大电路，其作用是将滤波电路输出的信号扩大到必定的程度，以便驱动负载。R6和C4串联构成校正网络用来对电路进行相位补偿。
单片机体系主要由MC14433和8031构成，MC14433是一种双积分A/D转化芯片，与8031单片机如图方法衔接。MC14433的转化成果Q-Q接8031的P1.0-P1.3，选通输出脉冲DS1-DS4接8031的P1.4-P1.7。转化成果标志EOC，一方面接至更新转化操控信号输入线DU，另一方面接至8031的中止输入线INT1，标明单片机既可选用中止方法读入A/D转化的成果，也能够选用查询方法。最终的成果送入74AC138并驱动数码管显现详细数值［3］［4］。
2 检测处理程序流程框图
检测处理程序流程框图如图4所示。选用MCS系列汇编语言〔5〕编程，因为有硬件规划的确保，使得整个体系既能够作业在循环查询的方法，也可作业在中止办理的方法。
图4 检测处理程序流程图
3 结束语
该规划已成功运用于延安市农科所花卉示范园，运转作用杰出。实践证明本检测电路操作简略，数值显现，体积小便于带着，十分直观，接连快速检测，可随时检测室内、外各种场合二氧化碳气体的含量。
本电路规划简捷，价格低廉，普适性强，克服了需求频频校准、使用寿命较短、价格贵等缺乏。
