差动吸收式光纤气体传感器研究

本文基于甲烷和乙炔气体的光谱吸收特性,设计了一种差动吸收式光纤气体监测仪。根据被测气体的吸收峰值波长选择LED作为光源。采用不同频率的光源驱动电路实现多种气体浓度的同时检测。为保证测量精度,采用测量信号与参考信号的比值作为输出信号,以及相敏检测技术。对甲烷和乙炔气体浓度的检测实验表明,该系统具有较好的检测灵敏度和测量精度。该系统稍加改变结构参数,也可测量其它气体的浓度。     

非分光红外的甲烷传感器设计

介绍了国内常用的甲烷传感器及其优缺点,在此基础上设计了一种基于非分光红外法(NDIR)原理的甲烷气体传感器.针对红外探测器输出的特性设计了微弱信号放大电路,使用AD8552对红外热探测器输出的微弱信号进行放大,AD7190对滤波放大后的信号进行采样转换,采用软硬件相结合的方法来减少噪声干扰的影响.通过对不同浓度范围的标准甲烷气体进行实验测量,拟合得到探测器输出的电压差值之比和气体浓度之间的关系.根据得到的曲线和数据分析选择分段插值的浓度计算方法,实现了对甲烷气体进行实时测量的功能.给出该传感器在甲烷体积分数为0％～5.05％的测量结果.     

用于气体差分检测的微弱信号处理电路的研究

为了提高气体差分传感系统的信噪比,基于微弱信号的相关检测原理,设计了以锁相放大器为核心的微弱信号处理电路。实验表明:电路输出电压与检测气体体积分数呈线性关系,电路对气体体积分数的检测极限为150×10-6,检测系统对检测气体体积分数的误差为1%,具有较好的重复性及选择性。     

基于TCS208F的氢气体积分数检测仪的设计

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行二次放大,最后把标准电压信号送入单片机C8051F020的测量系统进行后续处理,完成氢气...     

单片机控制的光声光谱气体检测系统的设计

根据HITRAN数据库中甲烷分子近红外吸收谱线,选用波长1651nm二极管激光器作为光源,研制了一种新型近红外光声光谱甲烷气体浓度检测系统.以单片机AT89C52为核心处理器,融合了模/数转换电路、通信电路显示电路、看门狗监控电路等组合技术,可进行声、光报警,具有通信功能.实验表明,该系统的稳定性和灵敏性都大大提高,实现了对甲烷浓度的检测和显示,检测的灵敏度为1460 ppm/m.在煤矿瓦斯监测、大气环保监测、天然气泄漏监测等方面都具有广泛的应用前景.     

基于微流量热导传感器的氢气浓度检测系统研究

对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究,采用基于MEMS工艺的微型热导传感器,代替现有分析仪器常用热导池检测器,设计了氢气浓度检测系统机械结构;设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成运算放大器加法、放大运算,最后把标准电压信号送入单片...     

基于波分复用技术的光纤甲烷传感系统研究

应用波分复用技术,DMF(数字匹配滤波器)和自组织网络可以对甲烷气体浓度进行实时检测,并提出了一种安全型光纤甲烷气体传感器测量系统.系统采用1630 nm波段的SLED作为入射光源,利用甲烷在此处波段的低损耗窗口的吸收特性,使用提高波长检测精度的DMF对微弱信号进行处理以及对数据进行在线处理的自组织网络,使得系统的最小检测量为146 mg/m3.实验研究表明,系统的稳定性和准确度仍有提高的空间,可以实现远程监控.     

智能甲烷浓度检测仪的设计

设计了一种基于语音单片机SPCE061A和非加热半导体气体传感器的智能甲烷浓度检测仪,详细介绍了该仪器的工作原理、硬件结构和软件设计。该仪器有LCD显示和语音播报两种输出模式,直观实用;还可通过软件修正灵敏度,克服了传统检测仪器存在的气体传感器输出与甲烷浓度难以线性化、灵敏度随时间和电源电压下降而降低的缺点,保证了测量的准确性。     

基于Launchpad微弱信号检测装置的探究

对于淹没在背景噪声中的微弱信号,由于信号本身的涨落以及背景和放大器噪声的影响,其测量灵敏度受到限制。以TI公司出品的MSP430小开发板Launchpad为处理和控制的核心,设计并制作了微弱信号检测装置,通过信号放大电路、乘法器电路、滤波电路和锁相电路等信号处理,实现了在强噪声(噪声均方根电压值固定为1 V±0.1 V)背景下对待测微弱正弦信号的提取和幅值检测,并通过LCD液晶显示。实际运用表明,该系统具有操作灵活简便、测试较为准确的特点,达到了设计要求。     

煤矿甲烷红外检测系统

针对现有煤矿甲烷检测装置存在的缺点,文章提出了一种基于光谱吸收检测原理的煤矿甲烷红外检测系统的设计方案,分析了红外差分吸收检测原理,详细介绍了系统硬件及软件设计。该煤矿甲烷红外检测系统以宽带LED作为光源,采用单光路进行差分吸收检测,消除了双光路系统中由于光路的差异引起的误差;采用锁相放大器对微弱信号进行相敏检波,采用去极值移动平滑法对数字量进行滤波,提高了系统的灵敏度。实验结果表明,该系统检测的甲烷浓度在精确度和稳定性方面均满足检测要求。