NDIR甲烷传感器电路设计与实现

基于红外检测原理,以MSPF1611单片机为核心设计了NDIR甲烷传感器。针对NDIR甲烷传感器的核心电路部分,设计了NDIR甲烷传感器的电源电路和放大滤波电路;为检验放大滤波电路的放大和滤波性能,使用PROTEUS软件对所设计的放大滤波电路进行了仿真,结果表明该电路具有较好的放大和滤波效果。实验室条件下,对NDIR甲烷传感器进行了全量程标准甲烷气体的检测性实验和对0.5%标准甲烷气体检测的稳定性实验,结果表明该传感器能够准确地检测出甲烷浓度和具有较好的测量稳定性。     

氧化锡气体传感器及其应用

SnO_2气体传感器是众多半导体气体传感器中的一种,随其制造工艺的不同,可用来检测甲烷、一氧化碳等各种气体。SnO_2气体传感器灵敏度高,使用电路简单,使用寿命长。本文从工作原理、结构及制造工艺、工作特性、应用和电路几方面对其进行了介绍。     

基于GFC的非分散红外CH_4和C_2H_2气体检测系统

基于甲烷气体和乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种高灵敏度非分散红外系统,同时测量甲烷气体和乙炔气体浓度.系统采用折反式吸收池作为气室,结合先进的气体滤波相关技术和相关检测技术,实现了对微弱光谱信号的调制和检测,最后实现对浓度的反演,从而实现了甲烷和乙炔气体实时测量.试验结果表明:系统具有10~(-5)的测量分辨力.     

可调灵敏度的新型光纤光学甲烷检测系统

应用取样光纤光栅和棱镜气室,构建了灵敏度可调的光纤甲烷检测系统,可实现对甲烷气体等距分布的多条吸收线的同时测量.利用背景扣除和比值处理技术,实现了常压下甲烷不同体积分数的检测.气体配置过程的在线实验表明,系统示值与体积分数变化间线性关系良好.     

基于PIC16F877A的车内有害气体检测控制系统设计

在研究车内有害气体成份的基础上,设计了一个基于PIC16F877A的车内有害气体检测控制系统.对该系统的控制方案、电源电路、复位电路、振荡电路、传感器检测电路、车窗控制电路、语音控制电路和相应的控制软件进行了设计.试验表明,该系统能有效检测车内确定的有害气体成份,并能对车内有害气体浓度进行有效调节,可改善车内空气质量.     

基于LabVIEW的光纤甲烷气体检测系统研究

基于比尔-朗伯(Beer-Lambert,B-L)定律研究了光谱吸收式光纤甲烷气体检测技术,采用谐波检测方法研究空芯光子光纤的甲烷气体检测技术提高精确度和灵敏度,并对检测过程中的温度、驱动电流因素进行优化。设计多间隙耦合空芯光子光纤气室进行空芯光子光纤的甲烷检测,提高了系统检测的灵敏度。利用LabVIEW软件进行虚拟仪器设计,进行甲烷浓度波形显示,构建基于LabVIEW的虚拟仪器的数据采集系统。实验结果表明甲烷浓度与检测信号呈现出良好的线性关系。     

红外甲烷传感器检测中的算法研究

针对在红外甲烷气体检测中处理数据精度不高的问题,通过对最小二乘法曲线拟合进行分析,阐述了在红外甲烷检测中使用最小二乘法拟合所存在的问题,提出了一种改进的分段最小二乘法.并根据试验中测试的数据对两种拟合方法进行了分析及对比研究.试验证明:分段最小二乘法可有效提高气体检测的测量精度.     

具有开放气室的实时红外气体检测系统

介绍了一种具有开放气室的实时红外气体检测系统。系统由Silicon Lab C8051F060单片机控制．选用MFMS红外光源和光电二极管红外探测器，依据相关检波基本原理设计了信号调理电路。对乙醇和甲烷气体的测量实验表明：在16Hz的光源调制频率下，系统具有较高的灵敏度和信噪比。     

一种实用的光电检测电路设计与实现

气体检测在人类的日常生活和生产过程中非常重要.光纤传感器采用光而不是电作为信息载体,因此不存在产生电火花的安全隐患问题.光纤气体传感器中,吸收型光纤气体传感器更具有灵敏度高,响应快,抗温等优点.然而,吸收型光纤气体传感器也存在信号微弱,抗干扰能力差等缺点.文中基于对光纤气体传感器系统的研究,提出了一套完整的光电检测电路的设计与实现方法.该电路具有电路结构简单,实用性强,可移植性强等优点,广泛运用于光纤气体传感领域.实验验证了该设计的正确性、精确性、实用性和可靠性.     

非分散红外二氧化硫浓度测试系统设计

烟道排放的二氧化硫气体对人体健康和生态环境等有着严重的危害性,因此实时检测二氧化硫气体的产生和浓度具有重要的意义.基于红外吸收检测原理,采用双波长单光路结构,设计了集光源、气室、探测器为一体的浓度测试探头,利用差分放大电路和锁相放大电路实现二氧化硫气体的浓度测量.在实验室条件下,对二氧化硫气体进行了实时连续检测,并对实验结果进行了分析和探讨.实验结果表明,该系统测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可实现二氧化硫气体的实时在线检测.     

基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的热催化瓦斯探测传感器的检测灵敏度低、环境干扰大的缺陷,设计了基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器。该传感器采用锁相放大器为核心的微弱信号处理电路,通过对一次谐波和二次谐波的实验数据进行数据拟合,实现了对瓦斯气体浓度的实时精确检测。实验结果表明:该传感器能够有效地提取瓦斯浓度变化信息,测量误差小,灵敏度高。     

家用小型甲烷浓度监测报警装置的设计

由于煤气、天然气泄漏、爆炸造成的事故时有发生,极大威胁着人民的生命和财产安全。为了避免类似灾难的发生,设计了一种以气敏传感器为主要元件的小型便携式甲烷浓度监测报警装置电路。采用TGS813气敏传感器,利用在不同气体浓度中传感器有不同的导电率这一特性,将传感器与负载串联,气体浓度变化即引起负载电压变化,读取这一变化电压,经比较、放大后实现报警功能。该设计电路简单,成本低廉,操作方便,适合家庭安装使用。     

Miniature low-power IR monitor for methane detection

A portable methane gas monitor based on an infrared spectrum absorption principle has been developed using a dual-channel and dual-wavelength pyroelectric infrared detector, active filters around the overtone absorption lines of methane at 3.31 μm, reference filters around the non-absorption lines of methane at 3.93 μm, mid-IR LEDs, a miniature gold-filled cell structure, temperature sensors for gas concentration calibration and compensation, an electrical modulation source, and a highly integrated intelligent controller. A detailed investigation has been carried out to design a low-cost portable IR optical sensor for methane detection that can operate in harsh environments with temperature variations between −10 °C and 40 °C. The infrared detection optics principle used in developing this system is mainly analyzed. A prototype based on this design showed an accuracy of ±0.05%, which meets the technology requirements of lower-power consumption, reduced volume, and wide measurement range.     

基于甲烷监测的无线传感器网络节点的硬件设计

设计一种用于甲烷气体监测的无线传感器网络节点硬件电路,可对煤矿瓦斯、家用天然气管道泄漏进行探测。以超低功耗的MSP430F149单片机为控制核心,以射频nRF905芯片为无线传输模块,以TP-1.1A甲烷传感器及其外围电路为传感器模块,重点分析了功耗,实现了网络节点的硬件电路设计,并测试了不同条件下传感器的感知精度、节点的功耗与收发信息次数的关系。结果表明该节点具有良好的甲烷监测的能力。     

基于BP神经网络的矿井一氧化碳检测方法研究

文章采用热催化传感器和电化学式气体传感器的配合使用，为了解决两种传感器对矿井一氧化碳和甲烷气体的“交叉敏感”问题，提出了一种基于BP神经网络技术的传感器系统。研究了采用两种传感器组成的多传感器阵列与BP神经网络相结合来实现一氧化碳气体浓度精确检测的方法。实验证明，利用基于BP神经网络的多传感器阵列模型，能有效的提高对井下一氧化碳气体的测量精度。     

一种SAW气体传感器信号处理电路的研究与设计

介绍了SAW气体传感器的气体检测原理,设计了信号处理电路,并建立了信号处理电路的仿真模型,通过虚拟仿真试验验证了信号处理电路的可行性。     

煤井瓦斯浓度监控报警仪

介绍了一种采用单片机的煤矿甲烷浓度超标检测报警装置的设计与调试方法。此装置采用单片机等器件,具有集成度高、体积小、反应灵敏、安全可靠等特点,适用于煤矿等需防止瓦斯中毒事故发生的场所。     

矿井瓦斯变流检测的研究

分析了矿井瓦斯变流检测原理，设计出一种新型的瓦斯变流检测电路。并通过瓦斯变流检测仪性能试验，得出与传统瓦斯检测方法相比较，具有检测范围大，稳定性好，响应速度快，抗激活和传感元件使用寿命长等显著优点。     

恒温瓦斯检测输出非线性的动态调校

恒温瓦斯检测是一种使催化传感器在检测瓦斯气体时,始终处于恒温状态的新型检测方法,使瓦斯检测的稳定性,响应速度及传感器寿命等指标极大优于传统电桥检测方法,检测瓦斯的浓度范围也扩大了一倍,但输出特性呈现较严重的非线性,影响了瓦斯检测的准确性。本文在分析恒温瓦斯检测输出特性的基础上,采用神经网络自学习功能,对恒温瓦斯检测信号进行动态线性调校,使瓦斯检测获得较高的精度。     

基于ATmega16单片机的甲烷浓度控制系统设计

文章设计了一种基于ATmega16单片机的甲烷浓度控制系统,ATmega16单片机是AVR单片机中的高档ATmega系列,具有增强型RISC内核的Flash的单片机,且具有高速处理能力。文章介绍了甲烷浓度控制系统的组成和工作原理,并给出了系统的硬件电路设计和软件设计。