基于气体传感器的阀门密封性检测方法

为了提高阀门密封性检测的准确性和精度,通过分析比较传统检测方法存在的不足,提出基于气体传感器的阀门密封性检测方法。该检测方法是以4%的氢气和96%氮气的混合气体为检测气体,利用测得的检测单元内检测气体的浓度差计算泄漏量,进而判断工件的密封性能。该方法能够消除传统方法中时间、温度以及管路容积等因素对检测的影响,提高了测试的精度和速度。     

车用氧化锆基氮氧化物传感器信号测试及分析

为研究氧化锆基氮氧化物(NO_x)传感器芯片响应特性及工作原理,采用自制检测装置,模拟汽车尾气环境,运用单泵测试法和三泵测试法对NO_x传感器样品在不同气氛下检测电信号,对得到的数据进行分析。研究表明,单泵法测试结果符合多孔扩散层极限电流公式,采用电流恒定控制策略,测量气体中的不同氧气浓度对传感器测量泵的补偿电流与灵敏的影响均得到了很好的优化,三泵测试能提升传感器测试精度,得到了O_2和NO浓度与电流值对应关系。     

非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法

流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO₂和N₂O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度测量会产生原理性误差,需要得到气体在传感器气室内达到稳态扩散时间降低浓度测量误差,提高测量精度。本文提出一种非色散红外传感器高斯分布扩散模型预测气体稳态扩散时间计算方法,14组不同条件下CO₂和N₂O的仿真实验得到本文提出高斯扩散模型的拟合度分别为0.82和0.80,验证所提出高斯模型预测气体稳态扩散时间的鲁棒性。本文所提方法非色散红外传感器浓度测量不均匀扩散产生误差补偿提供保障。     

基于RBF网络的智能气敏传感器温度补偿

研制出一种基于ARM7的智能气敏传感器,通过测量气敏薄膜的电阻,并将所测阻值和气体浓度进行校准,从而显示气体浓度。为了减小温度漂移带来的附加误差,提高传感器的测量精度,将气敏传感器所测量的电阻值与加热电压作为神经网络的输入,气体浓度值为输出,构造了一个双输入单输出的RBF神经网络温度补偿模型。采用RBF网络的带遗忘因子的梯度下降算法进行RBF网络的参数调整,实验表明RBF算法学习速度快,精度高。对实验中采集的数据进行非线性补偿后,误差保持在1.5%以内,大大提高了传感器的性能和测量精度,该装置能够很好地对环境中的气体进行监控。     

气体传感器的动态高精度测试系统设计

目前气体传感动态配气方法已经广泛应用,但具体的配制精度还没有系统研究。设计并组建了以四级杆质谱仪、质量流量控制器和计算机程控系统为主的气体传感器测试系统,该系统根据质谱仪的测试数据利用线性最小二乘法实时调整质量流量控制器的输出电压,采用LabVIEW8.5编写上位机数据采集软件进行远程闭环控制。对目前工业领域使用量最大的12种危化品气体进行了气体配制,并对配制的部分气体利用Agilent6890气相色谱仪进行了测试分析,给出了该测试系统在常温常压下配制不同浓度混合气体的精度。实验数据表明:该系统配制的气体可以作为工业气体传感器的标定气体使用。     

全张量磁梯度探头结构设计

超导梯度传感器检测灵敏度高,是一种测试精度较高的传感器。为进一步提高传感器的检测精度得到精准的数据处理结果,本文构造六方金字塔探头检测模型,并结合立体几何的方法对磁场梯度传感器的位置进行分析,采用投影的方法得到数据表格。通过此表,可求得探头在空间磁场的磁梯度张量。同时求得探头结构通式。     

气体传感器阵列测试系统

介绍一个实用的气体传感器阵列测试系统的硬件和软件。该系统根据半导体气体传感器的特性，用多种波形产生电路给气体传感器加热，使该系统能够检测到一些通常方法检测不到的本质特性，为测试多传感器的性质提供了一个很好的工作平台。     

一种VOC气体检测的光离子化传感器设计

设计了一种用于检测空气中的挥发性有机化合物(VOC)的光离子化传感器,对传感器的电离室结构、信号采集处理和部分电源模块进行了详细的分析和介绍。同时利用标准浓度10 ppm(1 ppm=10~(-6))的异丁烯气体和纯净的空气混合得到的多种浓度的异丁烯气体作为测试气体对传感器样机进行实验验证。实验结果证明该传感器可以准确测量浓度低至10 ppb(1 ppb=10~(-9))的挥发性有机化合物,具有良好的线性度、重复性与稳定性。     

一种基于LSTM网络的车载NO_x化学传感器温湿度补偿方法研究

氮氧化物是汽车尾气中的重要污染物。采用氮氧化物(NO_x)化学传感器进行污染物检测是监控汽车尾气污染物排放量的一种重要措施,但由于传感器是基于电化学反应的原理,温度和湿度会对化学反应有很大影响,从而导致测量结果不准确。为此,提出一种基于长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)网络的车载NO_x化学传感器温湿度补偿方法。LSTM网络利用传感器测量值和真实NO_x浓度值以及测试气体的温度和相对湿度进行训练,从而得到NO_x浓度的测量模型。测试结果表明,该方法具有良好的温度和湿度补偿性能,可以有效提高车载NO_x化学传感器的精度。     

基于温度补偿的甲烷检测系统设计与实现

由于现场农田环境的复杂多变性,红外甲烷传感器所测数据的准确性和稳定性受外界环境温度影响较大,因而由温度造成的浓度测量偏差需要补偿。分析温度对浓度测量的影响,采用温度、浓度控制单一变量法,对同一浓度甲烷标准气体在不同温度下作标定实验,研究红外甲烷传感器输出值随温度变化关系,得到补偿温度影响率,结合补偿数据处理算法得到补偿值。针对不同浓度的甲烷气体,进行温度特性实验和温度补偿数据处理,实验结果表明:温度补偿前最大测量误差为0.2%,经补偿后,甲烷浓度测量值随温度变化较小,误差范围为0~0.02%。补偿后传感器稳定性和准确性得到改善,能检测0~5%浓度甲烷气体,检测精度可达40×10-6,满足对CH4气体实时监测需求。     

基于单传感器温度调制的无线电子鼻系统设计

针对无线电子鼻系统应用多个气体传感器组成传感器阵列功耗过大的问题,本文研究了基于温度调制技术的单传感器动态检测方法,并设计了相应的无线电子鼻系统,实现了单一传感器对混合气体的定量分析.根据半导体气体传感器在不同工作温度下具有不同响应灵敏度的特点,用高压5 V、低压1.5 V、周期为150 s的矩形脉冲加热电压控制传感器工作在高温和低温两种状态,通过选取一个加热周期内传感器动态响应在4个时刻的采样点,构成4个虚拟传感器响应.利用支持向量机回归算法建立混合气体分析模型,提高小样本情况下的泛化性能.对氢气和甲烷两种气体混合样本进行实验,结果表明该系统可有效地分析混合气体成分,具有较高的精度,较低的功耗,并可通过无线传感器网络对目标气体进行实时监控.     

基于恒流配气方式的微气体传感器测试系统研究

为了安全、方便、可靠地进行气体敏感单元气敏性能测试,设计了一套基于恒流配气方式的微气体传感器测试系统.根据道尔顿分压定律和阿马伽定律,给出了恒流配气系统的理论实现公式.设计并制作了安全、可靠、防爆、防泄漏的反应室和基于气体饱和法的加湿装置.基于NI USB 6215系列多功能数据采集卡,以LabVIEW8.5为软件开发平台,开发了微气体传感器测试系统软件控制界面和尾气监控界面.制作了基于SnO2敏感薄膜的气体传感器原型,通过测试系统测得在2 000×10-6h2浓度时气敏效果最好,灵敏度约24,响应时间约2 s,回复时间约200 s,且在2 000×10-6 H2浓度时,出现了气敏薄膜吸氢饱和现象.实验验证了该测试系统的可靠性.     

主轴静刚度测试新方法及应用

如何提高测试精度是主轴静刚度测试中的难点.本文以CK6310型数控车床主轴为研究对象,采用最小二乘法对力传感器进行标定,用标定后的力传感器和应变仪对主轴进行静刚度测试,得出静刚度值.测试精度得到很大提高.该方法解决了如何提高测试精度的难点.     

基于三线制热敏电阻的温度控制系统

为满足某氮氧化物(NO_x)传感器精度测试系统"传感器内部温度应维持在750℃以确保测试结果的准确性"的要求,通过三线制加热电路加热传感器内部热敏电阻,利用滤波算法对所采集电压信号进行预处理,并借助于电阻-电压多项式拟合法及阻-温特性分段最小二乘法非线性校正得到温度-电压关系式,最后辅以模糊自适应PID控制以达到控温750℃的目的。实验证明:该温度控制系统能使传感器内部温度稳定在(750±2)℃,满足了检测系统的需要。     

基于热导原理的氢浓度测试系统设计

设计并实现了一种基于热导原理的氢浓度测试系统。设计热导原理气体传感器的信号调理电路,完成对微弱气体浓度信号的放大、滤波,提高信噪比,设计温度补偿电路,克服传感器温漂问题。调理后的输出信号经A/D转换器,由主处理器FPGA控制,完成模数转换。氢浓度信号以RS422标准协议送出,可远距离传输,通过RS422转USB通信模块送入计算机完成数据解析与显示。对测试系统开展标气考核实验,实验结果表明:该测试系统测量精度较高,测量范围较宽。     

微气体传感器的稳定性测试研究

测试了一组微热板式气体传感器的稳定性,着重讨论了稳定性的几种描述方法,采用统计学方法对文献中常用于描述稳定性的几种特征参数进行了比较和取舍,引入了特征参数离散度来描述气体传感器的稳定性,并使用该方法比较了预加热时间对传感器稳定性的影响。     

基于嵌入式系统的汽车尾气检测装置的设计

针对传统汽车尾气检测装置体积大、检测精度低以及实时性差等缺点,设计了一种基于ARM的小型化汽车尾气在线检测装置。该装置以ARM处理器为控制核心,利用非分光红外气体传感器以及NO_x气体传感器检测汽车尾气中的CO、CO_2、HC以及NO_x等气体的浓度,采用相应信号处理电路把传感器输出的电信号转换为与之对应的气体浓度值,并通过无线传输方式把检测结果发送到手持式监测设备上实时显示。实际测试结果表明,该尾气检测装置能有效检测汽车尾气中各种气体的成分,且分辨率达到0.02%,检测精度在3%范围内。     

基于ARM的高阻气敏传感器测试电路

将ARM7应用到气敏传感器中,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,结合气敏薄膜材料的高阻值特点,设计出了显示气敏元件阻值及其所处气体浓度的测试电路。该电路以LPC2131实时监测电源电压,自动调整占空比,实现对温度的准确控制,并测量气敏薄膜的电阻。经气体浓度和元件阻值的校准后,电路可显示被测气体浓度,同时提供一个友好的用户界面,并具备报警功能,实现了智能气敏传感器的测量电路。完全满足气敏测试需要,电阻的测量精度达到±0.2%。     

基于模型辨识的气体信息快速感知

针对金属氧化物气体传感器具有较长的响应和恢复时间与泄露气体源的及时报警或快速定位之间的矛盾,提出了一种气体信息快速感知的方法。所提方法首先将气体传感器近似为一阶线性惯性延时系统,然后使用双传感器重构了辨识模型,利用M序列构建模型输入,实现了对传感器时间常数的辨识;最后,根据辨识出的参数,使用传感器逆模型估计出气体浓度的真实输入。使用上述方法进行实验,结果显示估计得到的浓度输入值和实际浓度值相吻合。进一步,为了验证本文算法的有效性,在移动嗅觉平台上,将气体传感器测量值和本文处理方法算出的重构值进行浓度二值化处理,同时应用到基于改进的Spiral-Surge算法的气体源定位实验中。与采用固定浓度阈值进行二值化定位实验对比得出,采用所提方法可以使室内外平均路径长度分别减少55.2%和84.7%。     

基于MSP430单片机的手持式CO检测仪设计

文章基于MSP430系列单片机设计实现了一款手持式一氧化碳(化学式:CO)检测仪。检测仪选用电化学式CO传感器作为气体浓度采集装置,将其采集的浓度信号以电信号输出,并通过4位数码管实时显示CO气体浓度值,测量精度可达到1PPM。同时可根据需要修改报警值,当浓度值超过报警值时,检测仪发出报警信号。