在氧气浓度监测仪的设计过程中，主要的技术参数有响应时间，精度，分辨率这三方面。

因此在对自己的项目开展过程中，要解决的主要问题之一就是对这几个参数的确定。在确定这三个技术参数的过程中，主要通过的研究手段是查阅相关资料以及通过老师的指导。在查阅的过程中，相应的了解了氧气浓度检测的主要技术方法，氧气浓度检测过程中硬件电路的实现，以及氧气浓度检测过程中控制软件的作用，为后续的工作打下了良好的基础。

    具体解决问题的过程，是通过前期构思提出如下的流程：首先是对于氧气浓度监测仪背景问题的研究，当今氧气浓度监测仪的现状，然后是氧气浓度检测基于的主要原理的探究，接着是对于目标方案的探究与总体设计，接下来是硬件部分的构思及具体电路的设计，最终是对于软件部分的构思。我的项目主要的研究思路就是这样的一个流程。

2 氧气浓度监测仪的原理和技术方法

随着科学技术的发展，对氧气浓度的检测方法也逐渐变得越来越多。其中对氧气浓度检测的核心技术在于氧传感器技术，目前世界上的主流氧传感器包括两种：光学氧传感器，电化学氧传感器。

2.1 基于光学技术的氧气浓度检测原理

基于光学技术的氧传感器是一种利用光谱吸收方法进行浓度检测的气体传感器，其中可调谐激光采用波长调制是最近几年火热起来的一种新型的激光光谱分析方法[4]。

可调谐激光二极管技术通过扫描半导体二极管波长同时通过其具有电流调谐特征对气体浓度进行测量。因为电流的变化会使得二极管的输出波长也会变化,所以可以用改变外加电流的方法来改变输出波长，这样就可以扫描氧气吸收峰来监测氧气浓度。激光二极管调制后的驱动电流为：来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

 ；                                                     （2-1）

式中ω为调制频率,i。为光源工作电流,△i为高频电流信号的幅值。我们称调制频率低于激光输出的半宽为波长调制光谱,当调制频率相等于或者大于激光输出频率半宽时称为频率调制光谱。当调制信号进入之后则输出的频率和光强为：

 ；                                                         （2-2）

 ；                                                         （2-3）

式中, 为激光的中心频率,a为激光输出后变化的幅度, 为平均光强,△I为光强的变化幅度。由Lambert一Beer定律可知,频率为 时的检测光强为

  ；                                                   （2-4）

式中 是当频率为 时的初始光强,L为此时的光程长, 是当频率为ν时的气体吸收截面,N为要测量的气体浓度。则通过上述(2-2)一(2-4)式,可得推出测量n次时谐波振幅为：  ；                                             （2-5）

从(2-5)式得出,待测气体浓度N和谐波信号之间存在正比关系,因此我们测得了谐波信号之后可以利用这一关系推知气体浓度。其中按照上述的可调谐光波扫描原理以及氧气浓度检测的相关知识