影响热导传感器气体检测性能的原因分析

热导气体传感器具有检测范围大，可检测多种气体，检测装置简单、成本低廉等许多优点，但也存在检测精度差、灵敏度低等缺陷，限制了该传感器的广泛应用。文中介绍了热导传感器气体检测的基本原理和传统的检测方法，根据传热学理论建立了热导传感器的热平衡方程，在此基础上对传统气体检测方法进行了分析和研究，得出了传感器温度随被测气体浓度的变化而变化的特性是影响气体检测性能的根本原因的结论，并指出采用恒温检测方法是一个有效的解决办法。     

基于热导原理的氢气传感器设计

文中设计了一种检测氢气的传感器.基于每种气体的导热率不同,利用热导芯体TCS208F热敏电阻阻值与被测氢气浓度存在对应关系,并采用热导芯体和调理电路相结合,实现了传感器氢气浓度的测量.热导传感器输出信号值受环境温度和环境湿度的影响,被测氢气浓度在计算过程中引入了温度参数和湿度参数2个变量来补偿传感器的检测精度,提升了传感器的测试准确性.实验结果表明,引入了温度参数和湿度参数来计算氢气浓度,3只氢气传感器精度均在2％FS的范围内.     

可燃气体红外光双波段探测器研究

设计了一种新的红外光可燃气体探测器.采用双波段探测可燃气体技术,差动输出测量值,避免了单一波段探测可燃气体方法受环境影响所存在的精度低、性能差的缺点.利用最小二乘法消除了温度对传感器所造成的影响.实验结果证明:系统消除了周围环境对被探测气体的干扰,提高可燃气体浓度的测量精度.     

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。     

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。     

便携式SF6气体检漏仪的设计与实现

根据SF6气体的红外光谱吸收原理,设计并实现了一种定量检测SF6气体的便携式检漏仪.通过对传感器信号进行温度补偿和压力补偿,有效提高了仪表测量精度和灵敏度.采用双波长双光束检测方法,解决了因光源老化、采样池和检测器表面污染的因素使测量精度下降的问题.通过实验测量和现场应用,该检漏仪设计性能稳定、测量精度高,测量范围为0～50ppm,精确度为0.65ppm.     

一种小型化多组分气体检测装置的设计

针对传统红外气体探测装置检测气体种类单一和光源稳定性差的缺点,该文设计了一种基于非分光红外(NDIR)技术的多组分气体检测系统。使用四窗口热电堆红外气体探测器,同时检测CO、CO2和HC这3种气体的浓度,并设计了恒功率光源电路,保证了光源发光的稳定性。以内部集成14位ADC和PGA模块的PSoC单片机为核心,相比传统气体探测装置,在保证检测精度的同时,有效减小了外围电路的大小,提高了装置的一体性,同时也降低了成本。设计了LabVIEW上位机,对气体浓度进行实时监测,并给出各组分气体浓度的标定方法。该检测系统成本低,小型化便于携带,探测气体误差在2%以内。     

差动吸收式SO2光纤传感器的研究

本文基于气体的窄带光吸收特性 ,研究了 SO2 气体浓度与载波光强的关系 ,在此基础上 ,设计了一种检测该气体浓度的差动光纤传感器及其系统 ,对改善仪器精度等特性指标的主要因素进行分析。实验结果表明该仪器具有较高的灵敏度和精度。     

检测易燃气体的智能报警装置的设计

针对目前易燃气体检测装置功能单一、灵敏度低或价格昂贵的缺点,文章介绍了一种基于单片机的检测易燃气体的智能报警装置的设计,详细介绍了该装置的结构组成、系统功能、硬件电路设计以及软件实现。该装置结构简单、体积小、操作简便、价格低廉,能够在易燃气体浓度超限的情况下发出警报并进行浓度显示。试运行结果表明,该装置可靠性和灵敏度较高,有一定的应用前景。     

光谱吸收硫化氢气体浓度传感器

提出一种基于红外吸收光谱测量法检测硫化氢气体浓度的方法。分析了硫化氢气体近红外光谱吸收特性,为消除光源不稳定及光电器件的热零点漂移、零点漂移对测量准确度的影响,基于差分吸收检测法设计了硫化氢气体浓度传感器,对硫化氢气体浓度检测进行了实验研究,实验表明该传感器的测量灵敏度可达10-5(10ppm)。     

基于Pt1000的滤光器测温系统设计

针对天文气象中双折射滤光器温度检测所遇到的问题,以互联型 STM32处理器、三线制铂热电阻Pt1000为基础,设计了滤光器桥式测温系统软硬件结构,并采用最小二乘法对标定系统进行了拟合.实验结果表明:该系统能实时监测滤光器中心区域的温度,在42℃时测量误差为±0.005℃,保证了太阳活动区视向速度的测量精度.     

异步感应电机转速自适应控制系统

为解决传统电机转速控制系统存在的噪声控制不理想、电流电压采样精度低、故障检测不准确等问题,设计了异步感应电机转速自适应控制系统。选用DSP-LF2407为系统硬件主控制芯片,通过对功率主电路和功率驱动电路进行优化,加强硬件部分的噪声控制;接入高精度采样电阻,对电压信号进行RC滤波,依据FAULT管脚电平在系统故障时会被拉低的特点,提高系统软件电流电压采集和故障检测的精度。通过对硬件和软件部分进行优化,实现异步感应电机转速自适应控制系统的设计。实验结果表明,该系统噪声控制效果好、电流电压采用精度高、故障检测精度高。     

基于dsPIC单片机的气密性检测仪

针对传统泄漏检测方法中的检测效率低，测量精度不高等问题，设计了一种以dsPICPIC30F6012数字信号处理器为核心的差压泄漏检测仪，论述了其工作原理、系统硬件电路结构及软件设计。采用高精度微差压变送器、温度传感器及具有标准12C总线的低功耗液晶显示器，并利用温度补偿技术，实现了快速高效、高精度的气密性检测。     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

红外气体传感器信号调理及数据处理

针对红外气体传感器易受外界光源、电磁等干扰影响,其输出信号中存在大量噪声而影响检测精度的问题,设计了一种红外气体传感器信号调理及数据处理电路。该电路采用硬件和软件相结合的方法,在硬件上设计了信号调理电路,在保证信号真实性的同时具有非常好的放大滤波功能;在软件上采用中位值平均滤波算法对信号进行处理,可有效克服信号中混入的噪声,且对周期性和热噪声产生的干扰也有很好的抑制作用。试验结果表明,该电路可有效滤除传感器中的大量噪声,准确提取有用信号,提高检测精度及稳定性,满量程精度可达0.54%。     

一种基于RBF网络的微型无创温度检测胶囊

针对消化道内温度高精度测量问题,设计了一种可用于测量人体消化道温度的微型无创电子遥测胶囊。为实现其高精度测量,利用中值滤波技术预处理样本数据,去除外界的干扰噪声。然后,建立基于径向基函数(RBF)神经网络温度补偿模型,实现了对胃肠道温度的非线性测量。实验证明:利用中值滤波技术和RBF神经网络的补偿模型,测温精度明显高于一般的线性补偿方法,可以满足胃肠消化道内测温系统的要求。     

一种便携式室内空气质量快速检测仪设计

设计一种涉及室内甲醛（ HCHO）、氨（ NH3）和苯（ C6 H6）三种有害气体浓度的便携式快速检测仪。该仪器采用新型电化学传感器与基于FPGA的新型高精度信号处理电路得到对应气体的初始浓度值,并结合室内环境气压和温湿度实时监测情况,修正初始浓度值,对浓度超标气体进行声光报警。该仪器具有检测速度快、精度高和携带方便等优点,为大众家庭实时快速检测室内空气质量提供一种简单可靠的方法与手段。     

修正型平面热源法导热系数测定仪的设计

在传统的瞬态平面热源法导热系数测定仪的基础上,改进设计了新型加热与温度测量探头,研究了半无限大平面在被加热时的瞬态热传导问题,建立了平面热源法的数学修正模型,并采用数学迭代与回归分析的数据处理方法,实现了采用修正型平面热源法的导热仪对材料吸热系数和导热系数的同时测定。测试实验数据表明:仪器测量精度可达5%,测量范围为0.003～40 W/(m.K),并且可以对单试件等不具备传统瞬态平面源法测定条件的材料进行测定和试件的在线测定。     

Thermal conductivity measurement of liquids in a microfluidic device

A new microfluidic-based approach to measuring liquid thermal conductivity is developed to address the requirement in many practical applications for measurements using small (microlitre) sample size and integration into a compact device. The approach also gives the possibility of high-throughput testing. A resistance heater and temperature sensor are incorporated into a glass microfluidic chip to allow transmission and detection of a planar thermal wave crossing a thin layer of the sample. The device is designed so that heat transfer is locally one-dimensional during a short initial time period. This allows the detected temperature transient to be separated into two distinct components: a short-time, purely one-dimensional part from which sample thermal conductivity can be determined and a remaining long-time part containing the effects of three-dimensionality and of the finite size of surrounding thermal reservoirs. Identification of the one-dimensional component yields a steady temperature difference from which sample thermal conductivity can be determined. Calibration is required to give correct representation of changing heater resistance, system layer thicknesses and solid material thermal conductivities with temperature. In this preliminary study, methanol/water mixtures are measured at atmospheric pressure over the temperature range 30–50°C. The results show that the device has produced a measurement accuracy of within 2.5% over the range of thermal conductivity and temperature of the tests. A relation between measurement uncertainty and the geometric and thermal properties of the system is derived and this is used to identify ways that error could be further reduced.     

基于DSP的数字磁通门传感器设计

针对传统磁通门传感器模拟电路受温度影响较大的问题,设计了一种基于DSP的数字式闭环磁通门传感器.传感器的模拟电路由AD转换器、DSP和DA转换器取代,滤波、相敏整流和积分等关键环节采用DSP软件编程实现,模拟电路的减少增强了系统的稳定性.传感器的精度和稳定性主要取决于位于反馈回路的DA转换器,采用高分辨率、高稳定的DA转换器芯片可有效提高传感器的温度性能.详细介绍了该磁通门传感器系统的硬件结构、软件设计和实验结果.结果显示:系统零点温度系数为8.9×10-7/℃,灵敏度温度系数为3.9×10-6/℃,25℃时线性度达到了9.4×10-5.