ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平(QCM)气体传感器的制备与测试。采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器。检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件。检测NH3的体积分数为5×10-6~50×10-6,响应时间均在10 s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系。室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性。该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性。     

基于可视传感阵列的NH_3快速检测方法

为实现环境中NH3污染物的快速、灵敏的检测,以卟啉及其衍生物和酸碱指示剂为敏感材料构建了一种6×6的可视传感阵列。用设计的可视传感阵列对4种不同体积分数NH3进行了检测,反应时间为2 min。实验结果显示:阵列对NH3的响应时间小于30 s,可以有效识别×10-9体积分数的NH3;对于不同体积分数的气体,其可视差图欧氏距离与体积分数存在线性关系,相关系数R2=0.996 2;SPSS聚类分析结果表明:阵列对4种不同体积分数NH3识别准确率达100%。本可视传感阵列可以快速、灵敏地检测NH3。     

基于打印聚合物薄膜技术的NH_3传感器

研究了一种新型的采用打印技术的NH3传感器,探讨了打印"墨水"材料聚苯胺和聚吡咯的制备和"墨水"掺酸比例对NH3传感器敏感度的影响。为了提高传感器灵敏度,分别对传感器的直流和交流阻抗特性进行了研究。结果发现在1.5 kHz左右交流阻抗的测试条件下,传感器灵敏度要较直流阻抗测试高近1个数量级。此外还通过构建1个交流阻抗拟合模型对传感器交流阻抗变化过程作了解释。研究的采用打印技术基于聚合物的NH3传感器具有成本低,可以制作在柔性衬底上和适合大规模生产等特点,在食品加工、养殖业和医疗等领域具有广泛的应用前景。     

应用TDLAS探测气体的误差分析与补偿研究

针对基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的气体体积分数检测系统,介绍了TDLAS探测气体体积分数的原理;详细分析了测量误差的影响因素;研究了将所测得的吸收谱线扣除背景谱线,对采集到的二次谐波信号采用最小二乘波形拟合的信号处理方法。这种方法可以有效地抑制噪声干扰,提高探测灵敏度。     

基于TDLAS的二氧化碳检测技术综述

精确检测CO_(2)气体浓度、控制CO_(2)气体排放是治理大气温室效应过程中最重要的部分。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)因具有高灵敏度和高可靠性的特点,广泛应用于在线监测、微量气体检测等方面。分析了TDLAS测量气体浓度的基本原理,重点介绍了直接吸收法和波长调制法并比较了两种方法的优缺点,随后介绍了近几十年来国内外应用TDLAS技术在气体检测方面取得的研究进展。最后总结了基于TDLAS的二氧化碳气体检测技术,并对其未来应用进行了展望。     

声表面波NO2传感器的研究进展

NO2是一种主要的大气污染物,同时对人体健康也有较大的危害,针对其进行检测的传感器的研究和开发就显得十分重要.声表面波气体传感器具有便携性、快速响应、高灵敏度、高稳定性、低成本等特点,引起了国内外相关研究者的广泛关注.简要介绍了声表面波(SAW)气体传感器工作的基本原理、传感器敏感膜与NO2气体的作用机理以及SAW-NO2气体传感器的两种结构类型,综述了SAW-NO2气体传感器常用的几种敏感膜材料,并对SAW-NO2气体传感器的发展趋势做了展望.     

基于支持向量机算法的气体识别研究

利用多传感器或者传感器阵列,同时,结合神经网络技术来进行气体识别和定量分析研究已成为目前传感器领域的一个研究热点。介绍了一种在该领域还没有引起足够重视的算法———支持向量机算法(SVM)。利用该算法,结合多传感器技术,对 3种不同体积分数的有机溶剂进行了识别研究,并取得了较好的识别效果,证明了该算法在气体识别领域具有相当大的研究价值。     

差分吸收式光纤甲烷传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤甲烷传感器。利用差分吸收法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 ,同时介绍了光源及其工作波长的选定。大气和工业污染中的其他气体分子的体积分数也可用类似方法测量。     

基于中红外QCL的痕量CO气体传感器

为了减少CO爆炸给国民经济造成的巨大损伤,提出了一种能够快速地监测环境空气中痕量CO的气体传感器。由于CO分子基频吸收谱带的吸收线强要比泛频带和组合频带的吸收线强高出2～3个数量级,选择激射中心波长为4.65μm中红外量子级联激光器（QCL）作为光源,同时再配合长光程Herriott气室提高了CO体积分数检测下限。同时,该传感器采用单光源双探测器差分光学结构,消除了电调制光源所带来的不稳定性。实验表明：该传感器CO体积分数检测下限为2×10-6,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的中红外QCL来测量其它气体。     

一种高精度可燃气体检测报警器设计

利用半导体可燃气体传感器MQ-2设计了一种可燃性气体体积分数检测报警器,由可燃性气体传感器、模/数转换电路、单片机、显示电路、声光报警电路等组成.传感器MQ-2将气体体积分数转换为电压信号,送A/D转换电路,转换后的信号送STC89C52单片机,单片机经过处理后控制显示单元显示气体体积分数,同时控制驱动报警电路实现声光报警.实验表明:该检测报警器对异丁烷、甲烷、天然气等可燃性气体检测精度达到了0.01％,具有检测性能稳定、线性度好、电路简单、成本低、小型化、便于调试等特点.     

在线激光乙炔分析仪在醋酸乙烯合成中的应用

本文介绍了以乙炔和醋酸为原料生产醋酸乙烯合成工艺中进行乙炔在线分析的重要性和传统检测方法的不足。在基于TDLAS技术基本原理的基础上,阐述了激光分析仪的性能特点和系统结构,以及在醋酸乙烯合成装置中乙炔在线检测应用中的优势。实际的应用结果表明,基于TDLAS技术的激光在线气体分析仪可以满足醋酸乙烯合成装置中乙炔浓度检测的应用要求。     

层层自组装原位聚合聚苯胺复合膜的氨敏性能研究

利用原位聚合结合交替沉积自组装技术制备了多层聚苯胺(PANI)/ 聚苯乙烯磺酸钠(PSS)分子沉积膜,以紫外-可见光谱跟踪成膜过程,用场发射扫描透镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对所合成的纳米膜进行了形貌表征.以自制的气体测试装置研究该膜对氨气的敏感特性,结果表明:敏感膜具有很好的响应性能,对浓度低至0.1 mg/m3氨气,相对灵敏度可达63.47%,响应时间仅为39 s.     

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。     

水溶性聚苯胺/Sm0.5Ba0.5Cu0.8Cr0.2O3+δ材料的制备与氨敏性能研究

采用化学氧化法制备了水溶性聚苯胺(PANI),用溶胶凝胶法制备了Sm0.5Ba0.5Cu1-yCryO3+δ(y=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5, 0.6)(SBCC)粉体,用微粒填充法制备了PANI/SBCC复合材料.利用XRD、EDS、FT-IR、TEM多种手段对产物进行表征,研究其在较低工作温度下(60℃)对氨气的敏感性.结果表明,在同等条件下,在PANI元件、SBCC元件及PANI/SBCC元件中,PANI/Sm0.5Ba0.5Cu0.8Cr0.2O3+δ(PANI/SBC80C20)元件对NH3的气敏性能最优,对体积分数为100×10-6 NH3的灵敏度在60℃条件下达到最大值为3.79,且响应恢复时间短,还具有较好的选择性.     

卷积神经网络SIP微系统实现

近年来,微电子技术进入到纳电子/集成微系统时代,SIP(System in Package)和SOC(System on Chip)是微系统实现的两种重要技术途径;基于神经网络的深度学习技术在图形图像、计算机视觉和目标识别等方面得以广泛应用.卷积神经网络的深度学习技术在嵌入式平台的小型化、微型化是一项重要研究领域.如何...     

复杂仿真系统可信性评估的特点及评估对策

随着建模与仿真（M＆S）在复杂仿真系统分析与研究中的广泛应用,对M＆S的可信性提出了更高的要求,M＆S的可信性评估技术成为国内外仿真界的研究热点之一。复杂仿真系统的特点决定了对其进行可信性评估的复杂性,在系统分析了复杂仿真系统的特点的基础上,对复杂仿真系统可信性评估的特点进行了深入研究,并就此提出了相应的复杂仿真系统可信性评估对策,为复杂仿真系统可信性评估理论及方法研究提供了重要参考。