加速度传感器在气体微流量检测中的应用

根据MEMsic(微电子机械系统集成芯片)加速度传感器的工作原理及特点,提出把加速度传感器作为流量传感器应用于气体微流量检测中,为了验证,建立了一套实验装置用于MEMSic加速度传感器检测气体的流动变化,利用PIC单片机对数据进行采集和处理,经过具体实验验证,在不同温度下,经过一定的温度补偿,当气体流量从0到50sccm发生变化,加速度传感器是能够精确的测量出流量的变化,说明了MEMSic加速度传感器对微流量的检测具有较高的灵敏度和稳定性.     

有毒气体无线监测网络设计

设计了一个基于传感器阵列的有毒气体监测网络,采用多类电化学气体传感器采集信号及无线传感器网络进行数据收发和处理,能够在线检测环境中的气体浓度.整个系统功能更加集成化、体积小、很容易与后续处理设备(如空气净化设备)集成并能智能控制后续处理设备.介绍了系统的整体构成、工作原理、无线传感器网络的构建,并进行了信号调理模块线性度测试实验和系统气体浓度检测对比试验.实验表明所研制系统的输出信号能实时测量环境的气体浓度,已经达到了市场上单一气体检测设备的精度.     

基于传感器阵列与神经网络的气体检测系统

在分析研究电子鼻理论和系统组成的基础上,设计构建了一套传感器阵列与人工神经网络相结合的混合气体检测系统.并采用该系统对三种气体传感器(一氧化碳CO、二氧化硫SO2和二氧化氮NO2)进行了实验,对实验数据用神经网络(BP和 RBF)进行了分析、识别和气体体积分数的计算.结果显示该检测系统识别准确,不仅能够解决气体传感器交叉敏感问题,提高器件的选择性,而且具有智能化和多功能化等优点.     

浅层气中甲烷浓度原位检测装置的研究与设计

为实现浅层气中甲烷浓度的原位检测,本文研究设计了一种基于防水透气膜技术和非色散红外气体检测技术的浅层气甲烷浓度原位检测装置。研究选用孔径小于50 的多孔陶瓷及PTFE材料的防水透气膜构成泥水气分离结构,实现对环境浅层气的提取。通过对非色散红外气体检测技术的理论分析,建立了甲烷传感器的浓度检测模型,并采用卡尔曼滤波进行数据处理。在搭建的模拟高水压实验平台上进行装置的防水消压实验,结果证明,在高压环境下装置仍旧具有较好的防水性能。根据模拟实验与实地浅层气探测实验的数据记录分析表明该装置甲烷浓度检测误差小于1%,响应时间小于40s,具有防水、稳定、精确的优点,适用于浅层气中甲烷浓度的原位检测,满足相关研究工作的需要。     

基于随机共振的纳米碳管气体传感器的研究

基于气体电晕放电原理,利用纳米碳管独特的物理结构和尖端发射效应,提出了一种新型的纳米碳管离子型气体传感器.采用阳极氧化铝模板法生长的定向纳米碳管阵列所构成的传感器,纳米碳管和电极是一体的,简化了器件结构和工艺.在外加直流电压激励下,纳米碳管顶部形成很强的非均匀电场,在电压相对低的情况下能很容易地电离气体,根据气体的击穿电压和放电电流来实现对单一气体和确定性混合气体的检测.为了提高检测混合气体的灵敏度,创新地在检测回路中引入随机共振发生装置,有效地提高了混合气体浓度检测的范围.实验中还分析了温度、湿度对传感器的影响,对该传感器的性能也作了评价.实验结果表明该传感器具有选择性好、体积小、响应时间快、灵敏度高、稳定性好,室温操作等优点,而且实现方便,操作简单,有较大的实用价值.     

气体传感器的建模及特性分析

建立了适合多种气体传感器流量静态数学模型和实验分析的测试系统,并对二氧化氮气体传感器(7NDH)的输入-输出、温度、交叉敏感特性进行了实验测试,用Matlab对实验数据进行了分析与研究.研究结果表明:所建立的气体传感器流量静态数学模型正确,气体传感器分析测试系统具有通用性.     

基于电感传感器的玻璃浮子流量计测量模型研究

本文利用电感传感器原理检测浮子位移的变化,实现玻璃浮子流量计的信号远传。采用玻璃锥管内嵌铁芯,锥管外缠绕漆包线的方法设计了电感传感器,然后在钟罩式气体流量标准装置上对该传感器进行了实验研究,通过对实验数据拟合分别得到浮子刻度与线圈电感的近似线性关系和线圈电感与气体流量的函数关系即流量测量模型,并对此模型进行了验证,其精度优于2.5级。     

基于小波分析的气体传感器故障诊断系统设计方法探究

气体传感器被广泛应用于石油、化工等安全生产检测领域，经常工作在高温、高湿、强电磁干扰等恶劣环境，很容易产生故障，造成气体检测系统误报、漏报，而常规的技术手段很难判断气体传感器是否发生及发生了何种故障；通过对气体传感器故障分析技术探究，提出了一种基于小波分析的气体传感器故障诊断系统设计方法，方法通过采集并分析不同频率下的相对小波能量，构建特征向量，同时将向量特征输入SVM,以此判断气体传感器是否发生了故障及故障类型；实验数据表明，基于小波分析的气体传感器故障诊断系统可以有效地对气体传感器进行故障检测，保证其所在系统的安全、稳定运行，避免因气体检测系统误报、漏报而引起的安全事故的发生。     

多参数气体检测设备数据处理研究

常用的单气体测量设备只能检测单一气体,进行多参数测量是发展的趋势。该文就多参数检测设备中,传感器信号数据的处理方法做了分析和研究。采用多传感器信号矩阵运算去除气体交叉干扰;针对传感器信号输出非线性的特性,使用最小二乘法进行传感器输出特性曲线的拟合。将上述方法应用到多参数气体检测设备上,进行了相关实验。结果表明,该方法提高了多参数气体检测设备的精度和抗干扰性。     

基于GPPS通信技术远程气体检测系统

本文介绍基于GPRS通信技术在气体传感器检测中的应用,并且成功地实现了数据的传输.气体传感器所检测到的信号由单片机AT89C51进行控制,可以由GPRS无线模块MC55输送到远方,终端是普通的可以接收短消息的手机.文中对测试装置进行了详细的介绍,并对该系统进行测试,结果表明该系统可以稳定地实现定时或是实时传输数据.该系统成本较低,所以可以应用于化工,食品行业和毒气检测等领域.     

气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法

气体静压导轨是超精密工程的核心基础技术之一,其气膜振动是影响加工精度的主要因素。提出了一种气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法,将气体静压导轨的节流器工作底面与实验台面当作电容式传感器的2个极板,当气膜厚度发生变化时,电容将产生较大变化。通过测量节流器与工作面间的电容,计算得到气膜厚度值。同时建立了不同凹面节流器电容与气膜厚度的数学模型。实验利用电容测量仪与电感测微测头同时对气膜厚度进行测量,结果显示两者误差为0.42μm,为气体静压导轨气膜厚度的测量提供了新的方法。     

基于过程现场总线技术的振动检测系统

针对当前振动检测系统延迟大、传感网络可控性差、检测精度低等问题,提出了一种基于过程现场总线（Profibus）技术的振动检测系统。首先,在每个检测设备节点处实现卡尔曼滤波、快速傅里叶变换（FFT）等复杂计算,使网络负载与传输大量原始振动数据的传统方案相比降低了约95%,缩短了网络传输时间和工作站的计算时间,提高了系统的实时性和计算能力。然后,采用Profibus协议实现对振动检测设备网络的管理和数据传输,保证了传感网络的稳定性和可控性;并且,在振动检测节点设备上使用高精度振动传感器,在检测节点上对振动数据进行滤波等处理,检测精度高达0.0039 mg。此外,自主设计开发了Profibus协议从站,方便检测设备的功能定制与二次开发;在检测节点设备上采用RT-Thread嵌入式系统内核实现资源分配与任务调度,提高了实时性和可靠性。实验结果表明,所提系统可以快速地对振动现场的原始振动数据进行数据处理并把处理后的数据传输到工作站电脑,实时性高。同时,振动检测设备组成的Profibus网络可以实时显示节点的状态信息,若有网络故障能够及时提醒,网络的可控性好。     

激光式自动化检测钢轨波磨装置研究

针对目前机械式轨道波磨测量普遍精度不高,使用条件限制较多等缺点,研发了激光式自动化检测钢轨波磨装置。该装置主要采用非接触式激光传感器进行检测,采用步进电机带动传感器扫描钢轨表面,数据传输采用单片机结合WiFi上传给上位机,使用C#编写的上位机程序对数据进行采集分析处理。经过多个现场测试,设备能够稳定、准确地采集钢轨波磨数据,并且具有采集速度快,设备移动方便,钢轨波磨的检测效率高等优点。     

基于FPGA的色选机下料振动器振动状态检测系统设计

为了快速采集色选机下料振动器的振动参数,简单直观地获取振动器的振动状态,有效地改善振动器的工作性能,设计了一种基于FPGA的色选机下料振动器振动状态检测系统。系统主要由振动加速度传感器、FPGA处理板卡和上位机显示器件组成,通过传感器的振动数据采集、FPGA处理板卡的数据处理与通信以及上位机的数据接收,该系统能够在线显示振动器工作时的振动波形,并给出相关参考信息。经采样与通信过程中的时序仿真以及振动检测平台的实验测试,该系统能够在线得出振动器工作时的振动加速度波形,并给出最大振动加速度,通过相应的转化可作为振动器改进的参考依据,因此具有较高的应用价值。     

发光及显示器件光电特性测试系统设计

为了提高发光及显示器件光电特性测量实验的智能化程度,减小人为误差,并考虑工作温度对其光电特性的影响,设计了一种能够自动、同步测量发光体亮度、温度、伏安特性和寿命的系统。系统主要由LS-110型亮度计、GPD-3303型电源、自制的温度测量模块及测量软件四部分组成。基于实验室虚拟仪器工程平台,利用亮度计对器件的亮度进行测量,利用单片机和温度传感器对器件的温度进行测量,通过上位机程序控制电源步进输出、读取实际输出电流值和电压值,并将采集到的数据发送到上位机,实时绘制出了亮度-电压、电流-电压、温度-电压、亮度-温度、电流-温度、亮度-电流特性曲线。系统目前可以同时对器件的亮度、温度和伏安特性进行自动测量和直观显示,并且具备自动保存数据和图像的功能,实现了发光及显示器件光电特性测量的智能化,具有综合性强、精确度及自动化程度高、操作简易等特点。     

矿用气体传感器检定装置的研制

介绍了一种矿用气体传感器检定装置的设计,分别从核心处理电路、信号检测电路和电源电路3个方面阐述了装置的硬件组成,并给出了装置的软件程序流程图。现场试运行结果表明,该装置可方便快捷地完成矿用气体传感器的周期性检测工作。     

静压止推气体轴承性能仿真

运用计算流体力学软件FLUENT仿真静压止推气体轴承性能,分析轴承的几何参数对系统性能的影响。采用不同几何参数的静压止推气体轴承的气膜建模并划分网格;运用FLUENT软件对轴承的气膜流场进行数值仿真,计算轴承在不同几何参数下的承载能力和气体流量。仿真结果表明静压止推气体轴承的节流孔直径和气膜厚度越小,气腔直径越大,轴承的承载能力和气膜刚度越好,同时气腔深度对轴承性能影响较小。FLUENT软件可以有效的应用于静压止推气体轴承的性能分析,而优化了静压止推气体轴承的设计,达到优化效果。     

基于ATMEGA16的便携式瓦斯检测仪

针对目前常用瓦斯检测仪检测范围高时精度低,检测精度高时检测范围低等不足,设计了一种基于双检测回路的便携式瓦斯检测仪。该系统以ATMEGA16控制器为核心,利用催化燃烧式传感器和红外探测器组成双回路瓦斯检测电路,并将朗伯-比尔红外吸收定律运用到瓦斯检测原理中,提高了低瓦斯浓度时的测量精度,同时扩大了瓦斯浓度的测量范围。系统的无线收发模块可以和上位机通信实现信息共享,其开关机电路可以实现关机后仪器与电源完全断开,有效节约电池能量。实验表明该瓦斯浓度检测仪具有检测精度高,检测范围广,高效节能等特点,具有较高的应用价值。     

新型地铁速度传感器检测系统设计

设计一种能检测光电式和霍尔式两种不同类型的新型地铁速度传感器检测系统,以PCI—8348AJ高速并行数据采集卡作为数据采集核心,用V20型变频器来操控电机的转速,模拟地铁在不同时速下速度传感器的性能。该系统的软件用VC＋＋编写,主要包括转速根据轮径值转换成相应速度的计算,速度传感器信号周期计算、占空比计算、两路信号相位差计算。以TQG19型霍尔速度传感器作为待测设备,通过实验证明：所设计的检测系统稳定性高,实时性强,检测精度够达到0.7%。     

基于总线传输的锚杆应力传感器研制

针对传统锚杆应力传感器存在的功耗较大、抗干扰能力差、系统繁杂等问题,研制了一种基于RS485总线传输的低功耗锚杆应力传感器.创新性地采用高精度的电阻应变片原理的应力检测元件,显著提高了传感器的检测精度.从器件选型、低功耗运行机制两方面详细介绍了接口EMC电路、DC-DC降压电路、元件供电电路、差分信号放大电路、数码管显示电路、遥控电路、声光报警电路、通讯电路八部分硬件电路设计方案,以及传感器的软件流程.进行了实验室基本性能实验,实验结果表明,传感器具有低功耗高精度的特点,实现了一条总线带载10台的设计需求.