Sensor de CO2 baseado em STM32 com espectroscopia de atenuação por cavidade e sua aplicação no processo de respiração de sementes

LI Haokai ,  

ZHAI Baojie ,  

WANG Mengyuan ,  

ZHOU Yueting ,  

GUO Guqing ,  

QIU Xuanbing ,  

LI Chuanliang ,  

摘要

A análise do processo de respiração das sementes é de grande importância para avaliar com precisão o nível de vitalidade, portanto, é fundamental desenvolver um dispositivo de detecção da respiração das sementes rápido, estável e altamente sensível. Neste artigo, baseado em STM32 e na tecnologia de espectroscopia de cavidade atenuada por anel (CRDS), foi projetado e construído um sensor de gás de dióxido de carbono (CO2) e aplicado na detecção da respiração das sementes. O sensor utiliza um esquema de controle e aquisição de dados baseado em STM32, que inclui: módulo de detecção de limiar com desligamento composto por comparador de alta velocidade e flip-flop RS, módulo de aquisição de sinal analógico de alta velocidade, módulo principal STM32 e sistema de processamento de dados para computador host. O atraso de desligamento do módulo de detecção de limiar é de 0,45 μs, enquanto a taxa máxima de amostragem do módulo de aquisição de sinal analógico atinge 31,25 MHz. Experimentos verificaram que a concentração mínima detectável de CO2 pelo sensor é de 1,5 ppm, demonstrando boa sensibilidade. Por fim, o sensor conseguiu detectar com sucesso o processo de respiração de sementes de arroz e obteve a curva da variação da concentração de CO2 no processo respiratório de 10 g de sementes de arroz, com uma variação de concentração de aproximadamente 730 ppm em 2,5 horas. Este estudo demonstra o potencial e o valor aplicado da tecnologia CRDS na área de detecção da respiração de sementes.

关键词

Tecnologia de espectroscopia de atenuação por cavidade;STM32;Dióxido de carbono;Respiração de sementes

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