高灵敏度谐振式红外光声气体传感器研究

研究了高灵敏度谐振式红外光声气体传感系统,对系统的谐振频谱进行了测试分析,观察到了新的谐振模式。经过对比,发现选用新的谐振模式具有更高的测试灵敏度和信噪比,新的谐振模式源于两边的缓冲腔体内的谐振。研究了麦克风输出腔体结构对信号的影响,发现增加输出腔内麦克风到谐振腔的距离可显著增加光声信号。另外,在激光岀射端口放置反射金属膜也有利于提高光声信号,从而提高系统检测极限。     

用于气体检测的声表面波振荡电路设计

分析了声表面波(SAW)谐振器的性能和特点,对基于双端谐振型声表面波器件进行了振荡电路设计,采用RP1308、B433及Q284三种型号的声表面波谐振器进行了电路调试.测试结果表明,该电路能在固定频率起振,且频率跳变能够控制在30 Hz以下.本电路能够应用于多种不同谐振频率的双端谐振型声表面波气体传感器,具有广泛的应用前景.     

MEMS光声气体传感器光声腔的研究

光声气体传感器在微量气体探测方面具有许多优势,光声气体传感器的MEMS化可降低成本,提高传感器性能,具有重要的实际意义.依据光声传感器的原理,结合MEMS加工技术,研究制作了一种光声腔,同时,进行了一定的理论模拟,为实现光声气体传感器的MEMS化打下重要基础.     

基于石英增强光声光谱技术的开放光路气体传感系统研究

针对传统石英增强光声光谱系统存在体积大、实时性差,无法实现在狭小空间中探测等缺点,提出一种基于光纤引导方式的开放光路石英增强光声光谱传感系统。系统用光纤将激光引导至石英音叉两叉指中央,以实现对狭小空间中痕量气体的探测。搭建了实验系统,开展了对常温常压下空气中水蒸气含量的探测来验证该系统的探测灵敏度及可靠性。得到其归一化噪声系数为7.15e-7cm^(-1)?W/Hz^(1/2)。实验结果表明,该系统的探测灵敏度是传统石英增强光声光谱系统的5倍。该系统体积小、实时性强,无需样本取样,适用于开放环境中对痕量气体的检测。     

声表面波气体传感器

在化学研究领域,声表面波器件得到了越来越多的注目.声表面波延迟线振荡器的振荡频率对沉积在其表面的薄膜层非常敏感,选择适当的气体吸附材料涂覆在器件的表面,声表面波延迟线振荡器就可用于制成十分敏感的气体传感器。当涂覆层性能优良时,传感器可检测出浓度为0.01—0.1ppm水平的特定气体成份。     

声表面波谐振器无源无线传感虚拟仪器系统

分析了在通用硬件平台上结合软件设计的声表面波谐振器无源无线传感虚拟仪器系统。该系统通过设计虚拟仪器实现部分硬件功能,控制闭环系统实现自动检测,并采用数字信号处理方法提高检测系统的精度,从而避免了通常的复杂硬件系统,降低硬件成本,并使检测更灵活。本文介绍了设计原理和系统构成,并对系统的误差进行了分析。实验表明:该仪器系统能够达到5m的无线检测距离。     

声表面波无源无线传感系统

介绍了一种新型的无源、无线声表面波传感系统。传感器单元无电源供电，传感的能量来自外界的无线电磁波。传感器单元间，输入和输出均采用非接触的无线方式，无需电线连接。在声表面波传感器中，特殊叉指换能器构造了无源无线编码器和解码器，它能对众多传感器单元编码。该传感器可广泛应用于各种智能结构系统和工程应用中。     

光声光谱式甲烷气体传感器的研究

根据物体在周期性变化的光的照射下会产生声音信号的现象,提出了一种基于光声光谱理论的甲烷气体检测的方法.根据比尔-朗伯定律,经过调制的平行光束通过不同体积分数的甲烷气体时,其光强将会发生不同程度的衰减,若衰减后的光束进入光声腔,将会在光声腔内产生光声信号,通过测定光声信号的幅值来达到检测甲烷气体体积分数的目的.此方法相对于通常的光谱法,增加了把热能转换为声信号的过程,具有极高的精确性和可靠性,为设计高灵敏度瓦斯传感器的研究提供理论依据.     

噪声对光声气体检测系统影响的研究

工作环境是影响光声气体检测系统的一个重要因素。实验发现,噪声对光声信号有很大的影响,导致甲烷气体浓度检测的不准确性。该文对不同甲烷气体浓度在有噪声和无噪声的情况下,测量光声信号的大小。通过对比,引入修正函数对在噪声情况下的光声幅值进行校正。实验表明了该方法切实可行。     

基于ZigBee技术的无线红外瓦斯传感器智能监测系统设计

给出了以AT86RF212为核心的zigBee无线通讯技术实现红外检测终端的组网监测方法,详细介绍了系统架构及终端红外检测模块的硬件设计及软件架构。该方法可以很好地实现井下特殊环境下的检测布控,从而有效监控井下各点的瓦斯突变。     

基于红外光声光谱的气体检测系统设计

随着工业现代化的发展,环境变化日益复杂,而人民的环境健康意识也在不断提高.在这种情况下,传统的气体检测系统已不能满足要求,有待开发一种高灵敏度、高分辨率的新型实时气体检测系统.从气体分子红外光谱理论出发,在对当前各种气体检测方法进行分析比较的基础上,设计了一种基于光声光谱技术的气体检测系统.实验证明：该系统可有效进行CO2气体检测.     

虚拟仪器技术在FBG传感系统中的应用

介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信号的处理,可以满足FBG实时监测的要求。     

基于红外传感器和ARM的大气有害气体浓度监测系统

介绍了以ARM处理器S3C44B0为核心、利用红外光谱原理对大气有害气体浓度进行监测的实时在线检测系统.通过对测试原理和方法的充分论证之后,设计了气体浓度检测的红外传感器.开发了以S3C44B0为核心,包括A/D转换模块、LCD液晶显示模块、RS485通讯模块等在内的ARM中央硬件处理平台.与传统的同类传感器相比,具有...     

基于红外传感原理的无人机姿态测量系统设计

由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。     

基于CDMA技术的FBG传感系统研究

基于码分多址(CDMA)技术,采用格雷互补序列对光源进行调制,使用相关运算对接收信号进行解调.该方法具有传感器间串音小和系统信噪比高等优点.基于该方法搭建了光纤Bragg光栅(FBG)传感实验平台,对其温度传感特性进行了实验研究.结果表明:系统具有温度响应线性度好和串音低的优点.     

并联机器人力感觉系统的研究

提出了在 6自由度并联机器人的 6个连杆上集成拉、压力传感器 ,组成力感觉系统 ,建立 6个传感器受力与动平台所受 6维合外力的解析关系 ,从而通过检测 6个传感器的受力就可以确定并联机器人动平台的受力情况。在分析国内外并联力感觉系统的基础上 ,着重介绍了该力感觉系统的集成和力学建模过程 ,并给出了实验结果。