分布式多点激光甲烷检测系统研究

针对传统甲烷检测系统存在的易受环境影响、检测精度低、稳定性差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和空分复用技术,设计了一种分布式多点激光甲烷检测系统。该系统采用波长1 653.7nm的分布式反馈半导体激光器作为光源;利用谐波检测法得到二次谐波和一次谐波信号幅值比来反演甲烷浓度;采用1分8光分束器,并结合参考气室实现多个测点甲烷浓度的实时检测。在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明该系统测量准确性高、稳定性好,可实现10km范围内测点的有效覆盖,在2.00%~85.0%甲烷浓度范围内,系统测量误差小于2%。     

基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计

介绍了一种基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统,用于星载微波辐射计定标源的精密测温,测温精度为±0.1℃。针对铂电阻引线带来的测量误差这一缺点,设计了四线制恒流源温度测量电路,同时对铂电阻传感器温度检测电路的测量误差进行了分析。系统具有精度高、可靠性高,使用方便的特点,当温度范围在-200℃~650℃之间,误差小于±0.1℃时,也可用于其它工业测温以及航空航天精密温度检测领域。     

基于差分吸收检测技术的非色散红外SF6传感器

基于非色散红外吸收原理,以电调制红外光源、采样气室和双元红外探测器组成的红外传感模块为核心,利用差分吸收检测技术设计了一种小型化高性能的SF6气体传感器.利用标准气体进行浓度标定,拟合了SF6气体浓度与电压关系曲线,实现了对SF6气体浓度的准确检测.根据传感器检测误差随环境温度变化的规律,系统研究了温度补偿方法,有效提高了传感器在不同温度下的检测精度.实验结果表明,该传感器系统在环境温度10℃~40℃、气体浓度0~2500×10-6范围内的检测精度小于±50×10-6,分辨率为1×10-6,系统响应时间小于5 s,具有良好的重复性和稳定性.     

超声乙醇浓度在线检测仪

介绍了利用超声技术进行乙醇浓度的在线检测方法，具体介绍了采用该方法研制成的浓度在线检测仪的原理、组成和软件设计。该仪器的测量误差小于0．2％。     

基于声谐振驱动的氢气流量检测系统设计与实现

氢气在空气中的爆炸极限浓度较低,当前电化学传感器氢气检测中容易受到电磁干扰引起爆炸,安全系数低;设计并实现了一种基于声谐振频率驱动的氢气流量检测系统设计方法,通过检测不同浓度的氢气通过传感器后引起的传感器谐振频率的变化反应氢气的浓度变化,系统基于S3C2410模块设计,设计了外围的信号调理电路,对芯片进行了Linux系统移植,安全性和准确性都有很大提高;最后进行仿真实验,实验工具包括传感器与探头,芯片搭建的硬件电路,USB数据采集卡;型号分别为1%,2.54%,3.05%,4.1%的经过国家标准检验的氢气,型号为0.513%的一氧化碳,型号为100%的二氧化碳与氧气;实验结果表明,系统能在10s内对超浓度的氢气流量监控报警,误差在小于0.015,不同的交叉气体下系统的氢气流量检测准确度高达98%,具有很强的实用性。     

一种基于超声测距技术的超声液位仪设计

为了在工业生产中可以快速、精确地对密闭容器中的液体进行液位检测,设计了一种基于超声测距技术的超声液位仪,针对密闭条件下的液体液位进行精确检测。系统采用数字信号处理(DSP)控制电路,搭建了低噪声、大动态范围的检测电路,完成了适用密闭容器中液体液位的超声传感器选型。实验用超声探头频率为3.0MHz,密闭容器的壁厚为4mm,液位每变化10cm测量一次,用100cm范围内检测数据与标准液位变化值作对比。实验结果显示:同一液位上多次检测求平均值得到的检测数据与标准值的相对误差小于0.5%,所以,本系统满足在0.2~1m范围内,密闭容器中液位测量精度高于1mm的设计要求。     

铂电阻温度计自动标定系统设计

针对传统铂电阻温度计标定方法工作量大、效率低的问题,设计了一套基于计算机的自动标定系统。系统采用VB6.0作为软件开发平台,编程实现计算机对温度源、标准温度计的自动控制、数据采集及存储,同时调用Excel进行温度计标定数据的自动拟合。根据标定设备的硬件配置,计算得到系统的不确定度小于0.02℃。实验结果表明,在-40~150℃的标定温度范围内,标定后的温度计测量误差小于±0.03℃。     

用铂膜栅场效应管检测磷烷

对氢气、硫化氢和氨等的检测通常使用钯膜栅场效应管。介绍一种新型铂膜栅场效应管传感器,它可以检测低浓度的磷烷,其机理与钯膜栅场效应管检测氢气不完全相同。还研究了温度对检测磷烷的影响,测定了不同浓度磷烷下铂膜栅场效应管的功函数值。当磷烷浓度在10~(-6)～1.5×10~(-5)范围内,信号与磷烷浓度的对数呈线性。     

基于TDLAS-WMS的近红外痕量CH_4气体传感器

为了对煤矿CH4气体进行实时监测,基于混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,采用中心波长为1.65μm的分布反馈(DFB)激光器,设计并研制出痕量CH4气体传感器。利用自主设计的DFB激光器温度控制器,通过调节激光器工作温度,进而使其发光光谱扫描CH4气体的吸收跃迁谱线。同时利用WMS检测技术将待测信号频率移至高频区,减小1/f噪声。利用该痕量CH4气体传感器,在被测气体体积分数为(0~106)×10-6的范围内,对二次谐波信号进行了提取。测试结果显示:在(0~106)×10-6范围内相对测量误差小于7%,检测下限为11×10-6。同时,研究人员可以通过更换其他波长的激光器,实现对其他气体的检测。     

用CPLD设计高精度超声液位检测系统

为了稳定、精确地测量液位,通过运用复杂可编程逻辑器件控制超声波的发射和接收以及单片机进行数据运算的方法设计了超声波液位检测系统,该系统测量误差远远小于1mm。