非色散性智能红外瓦斯传感器的研究

提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器。它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作。详细介绍了红外吸收气体检测原理、脉动光源与热电探测器信号的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器系统的软硬件设计方案。具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点。     

基于ATMEGA16的便携式瓦斯检测仪

针对目前常用瓦斯检测仪检测范围高时精度低,检测精度高时检测范围低等不足,设计了一种基于双检测回路的便携式瓦斯检测仪。该系统以ATMEGA16控制器为核心,利用催化燃烧式传感器和红外探测器组成双回路瓦斯检测电路,并将朗伯-比尔红外吸收定律运用到瓦斯检测原理中,提高了低瓦斯浓度时的测量精度,同时扩大了瓦斯浓度的测量范围。系统的无线收发模块可以和上位机通信实现信息共享,其开关机电路可以实现关机后仪器与电源完全断开,有效节约电池能量。实验表明该瓦斯浓度检测仪具有检测精度高,检测范围广,高效节能等特点,具有较高的应用价值。     

基于恒温谐波检测双回路瓦斯浓度仪研究

针对传统气体传感器检测范围窄、易中毒、使用寿命短等缺陷,提出基于恒温谐波检测的双回路瓦斯浓度检测系统。通过ATMEGA16实现低浓度的电化学检测电路切换高浓度的红外吸收检测电路,恒温惠斯通电阻电桥检测电路可减少温度场对传感器性能影响;应用谐波检测原理消除红外光路干扰,稳定光源的输出功率,提高灵敏度。利用拉格朗日插值定理进行温度补偿,可消除温度漂移带来的瓦斯浓度二值性问题,并能在5.3%瓦斯浓度处实现高精度的瓦斯爆炸预警。实验结果表明：双回路检测仪具有高灵敏度、测量范围广、精度高等特点,可应用在突出灾害时瓦斯大量涌出检测中。     

红外瓦斯传感器在跃进煤矿的应用

介绍了GJG10H型红外瓦斯传感器的检测原理、结构组成及其调校方法。实际应用结果表明,该红外瓦斯传感器可检测0%～10%的瓦斯气体,测量精度较高,且具有良好的稳定性,但响应速度需进一步提高。     

新型矿用智能红外吸收瓦斯传感器的研究

针对传统矿用瓦斯传感器的缺点,文章设计了一种基于红外光谱吸收原理的新型瓦斯传感器,介绍了红外吸收检测原理,阐述了红外吸收瓦斯传感器的组成,并给出了瓦斯浓度值的标定和计算方法。实验结果表明,由红外吸收瓦斯传感器测量的浓度值与实际值之间的误差达到了煤安验证的要求。     

基于单片机的煤矿瓦斯监测系统的研制

本设计以单片机AT89S52为核心设计硬件电路,其中传感器采用MQ-2气体传感器进行气体浓度的检测,该传感器可以实现气体浓度的精确检测。通过按键设置气体浓度的报警值,当外界气体浓度高于设置的浓度时,蜂鸣器会发出报警信号,得以实现瓦斯气体浓度的监测。瓦斯浓度的历史值可以通过按键查询,能够记录最大浓度与最小的浓度值。使用按键完成外部命令的输入,实现了浓度上限的设定与记录的查询。LCD显示浓度的极限报警值及气体的实时浓度,报警功能可通过报警系统实现。整个系统的硬件电路及软件设计合理并且性能安全可靠。     

一种矿用红外瓦斯传感器的检测模型

建立了一种矿用红外瓦斯传感器的检测模型,通过计算及曲线拟合的方法得到瓦斯浓度与红外瓦斯传感器输出电压的关系,并对该检测模型进行了反演实验。实验结果表明,该检测模型的测量精度满足现场要求。     

基于差分后谐波检测的瓦斯浓度传感器研究

介绍了瓦斯浓度传感器系统的基本原理,提出了基于差分后谐波检测的瓦斯浓度检测模型,建立了瓦斯浓度传感器数学模型,设计了传感器系统结构,并对传感器进行了实验研究。差分后谐波检测模型利用参考光路与检测光路光强的差分消去一次谐波分量,对差分后的信号再进行二次谐波检测,最后检测二次谐波与一次谐波的比值得出气体浓度。在气室中利用起...     

红外瓦斯无线传感检测系统设计与实现

针对煤矿瓦斯测量精度问题,在研究矿井瓦斯检测技术的基础上,基于红外光谱吸收原理,采用无线传感网络技术,设计了红外瓦斯无线传感检测系统,该系统采用差分检测技术,利用数据拟合解调出出瓦斯浓度,并利用ZigBee无线网络技术组建检测网络,实现了矿井瓦斯浓度的精确探测;实验结果表明,通过对11组数据进行测量和比较,红外瓦斯无线传感网络检测系统的平均绝对误差为0.091%,实现了瓦斯浓度的全量程精确检测,具有探测灵敏度高、测量误差小、传输距离远和组网灵活等优点,能够满足矿井瓦斯浓度检测的需求,具备了实用基础。     

提高红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度的研究进展

分析了影响红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度的系统内部部件和外界环境因素,从吸收气室结构、信号调理电路、浓度转换算法、温度及压力补偿算法等方面论述了目前在提高红外瓦斯传感器抗干扰性能及精度方面的研究成果及进展。     

基于单片机及TTS模块的语音播报可燃气体报警系统设计

介绍一种基于单片机和科大讯飞TTS语音模块的可燃气体报警系统。利用可燃气体传感器测量环境中的可燃气体含量,同时利用红外传感器及紫外传感器分别实现对环境温度及火焰的检测,其后通过LCD及TTS语音模块即可显示或播报当前测量结果,火灾预报及应急预案提示信息。文中给出了系统的详细硬件设计方案及主要软件流程图。该系统结构简单,工作稳定,操作便利,反应速度快并具有智能语音播报功能,可供同类测量装置的设计及应用提供借鉴。     

红外甲烷传感器直射式气室设计

针对采用反射式气室的红外甲烷传感器测量误差较大的问题,基于红外光谱吸收原理,利用非分光探测技术设计了一种新型直射式气室。该气室采用硅半导体片状红外光源、双通道红外探测器及一定长度的气室中腔,选用GaF2作为光源及探测器的视窗材料,搭配外部电路实现对CH4体积分数的监测。0～2.5%CH4体积分数范围内的测试结果表明,采用直射式气室的红外甲烷传感器最大测量误差仅为±0.05%。     

非分光红外车辆尾气传感器系统设计

非分光红外( NDIR)是一种利用气体对红外光的选择性吸收原理进行气体浓度检测的方法.利用NDIR分析方法,设计一种车辆尾气检测传感器系统,实现对大气中存在的汽车尾气进行检测与分析.该系统使用多窗口红外传感器组合,采用v支持向量回归进行传感器建模.实验结果证明:该检测系统具有测量精度高、稳定性好和便于携带的特点,能够满足车辆尾气测量分析的需求.     

高于室温环境的热式气体微流量传感器性能分析

为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性能进行了测试,得到了环境温度与热式微流量传感器性能的关系。基于MSP430单片机和C＃语言自主开发了流量传感器检测系统,可对一定范围内的流量进行实时检测,并实时绘制流速随时间的变化曲线。研究表明,采用本文设计的热式微流量传感器结构,可以检测高于室温环境下的微流量气体,并可通过提高加热器温度或改变测温电阻对的测量位置来提高测量灵敏度。     

红外信号发送模块设计及其在煤矿气体传感器调校中的应用

针对煤矿气体传感器采用遥控器人工校正方式可能导致有毒气体威胁调校人员生命安全等问题,提出一种红外信号发送模块设计方案,详细介绍了红外调校原理、红外信号传输协议的获取、红外信号发送模块的软硬件设计及其在传感器调校中的应用。将该模块集成到校验仪器上,可实现传感器的自动闭环校验,同时可在上位机系统数据库中集成多种红外信号传输协议,使得用户在使用时仅需选择对应传感器类型即可完成传感器技术参数的设定,从而大大提高工作效率。     

反射式红外甲烷传感器气室设计

设计给出一种稳定性好、灵敏度高的反射式红外甲烷传感器气室设计过程与测试结果。红外甲烷传感器基于色散型红外吸收光谱法的原理,利用非分光红外探测技术过滤甲烷气体的特征波长以外的光线,再采用双通道补偿技术对气室内部的甲烷气体体积分数进行检测。气室是红外探测器、传输光路、红外光源集成装配体,其结构和性能对器件性能至关重要。气室内壁设计成镀金的旋转抛物面,红外光经抛物面反射成近似平行的光束,该红外光束在气室内部传播过程被气室底盖反射到探测器,增加了甲烷气体的吸收光程,起到了提高气室的灵敏度的作用。设计完成后,经过甲烷环境的测试,反射式气室的稳定性、灵敏度、反应时间等都有良好的表现。     

气敏元件离散性对气体体积分数测试准确度的影响

介绍了一种对气体体积分数进行数字化测量的新方法,分析了其工作原理及刻度方程线性化方法。在设计过程中发现,气敏元件离散性对气体体积分数的测量结果影响很大,为此,分析了由于气敏元件离散性的影响而带来的测量误差;并讨论了欲保证气体体积分数测试精确,气敏元件筛选时所应满足的条件。最后,通过一个实例对该分析方法进行了验证。     

新型扁锥腔红外CO2气体传感器系统研究

为提高红外CO2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明：在25℃环境中,传感器能够准确检测出0-2000 ppm量程范围内的CO2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。三组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。