NDIR甲烷传感器电路设计与实现

基于红外检测原理,以MSPF1611单片机为核心设计了NDIR甲烷传感器。针对NDIR甲烷传感器的核心电路部分,设计了NDIR甲烷传感器的电源电路和放大滤波电路;为检验放大滤波电路的放大和滤波性能,使用PROTEUS软件对所设计的放大滤波电路进行了仿真,结果表明该电路具有较好的放大和滤波效果。实验室条件下,对NDIR甲烷传感器进行了全量程标准甲烷气体的检测性实验和对0.5%标准甲烷气体检测的稳定性实验,结果表明该传感器能够准确地检测出甲烷浓度和具有较好的测量稳定性。     

基于紫外荧光法的大气SO2气体浓度分析仪

本文详细介绍了紫外荧光法测量二氧化硫(SO2)浓度的原理和分析仪的电路系统设计.阐述了该分析仪硬件电路结构和软件系统结构与流程.分别实现了高温与制冷等温控电路对反应室、转换室和光电倍增管的温度控制;采用基于复杂可编程逻辑器件实现了对紫外荧光信号的信号拾取电路;实现了串行口与USB桥接电路;实现了并行口对GPIB接口电路模拟通信.在性能实验中,表明该分析仪样机能对浓度为0～143 mg/m3的SO2保持线性的和稳定的检测.与国外同类仪器的48 h连续工作对比情况表明,该分析仪具有检测灵敏度高、实时检测以及稳定性好等特点,达到了实际应用的水平.     

基于GFC的非分散红外CH_4和C_2H_2气体检测系统

基于甲烷气体和乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种高灵敏度非分散红外系统,同时测量甲烷气体和乙炔气体浓度.系统采用折反式吸收池作为气室,结合先进的气体滤波相关技术和相关检测技术,实现了对微弱光谱信号的调制和检测,最后实现对浓度的反演,从而实现了甲烷和乙炔气体实时测量.试验结果表明:系统具有10~(-5)的测量分辨力.     

高精密三通道微弱信号处理电路的设计

微弱信号的处理是智能检测与控制领域的难题,文中针对高精密气体传感器应用场景,设计完成了高精密三通道微弱信号处理电路。该电路主要应用于高精度非分光红外气体浓度检测,能同时进行氢浓度、二氧化碳(或一氧化碳)浓度、二氧化硫浓度的检测;根据应用场合,设计采用LTC1151CSW运放,经过严格的参数计算、逐级精密放大和滤波,设计了三通道微弱信号处理电路,经过仿真测试,电路信噪比高,总谐波失真(THD)为0,选频特性好,具有最佳平坦特性。通过实验测试,将该电路应用在非分光红外低硫检测系统,实现了1 ppm级别的信号检测。     

基于化工生产过程的有害气体智能监测系统

为了实现对化工生产过程中有害气体的监测,以ATmega 16单片机为核心构成数据采集器,通过以太网组成有害气体智能监测系统.数据采集器利用多种气体传感器检测各类有害气体,使用ATmega16单片机完成多通道数据实时检测处理,实现有害气体浓度实时检测、显示和超限报警功能.同时可通过以太网实现数据采集器与PC机的通信,从而建立数据库实现有害气体浓度数据的在线检测和分析处理.实验表明,系统电路结构简单、工作稳定可靠、精度高,具有较高的性价比和实用性.     

基于非色散红外吸收原理的可燃气体浓度探测仪研制

该文设计了一种基于非色散红外吸收原理(NDIR)的可燃气体浓度探测仪。设计了针对可燃气体特性的气体检测室,针对红外热释电探测器输出的特性设计了微弱信号放大电路,使用前端放大器对红外热释电探测器输出的微弱信号进行前端放大,然后对滤波放大后的信号进行采样转换。通过对不同浓度范围的标准可燃气体进行实验测量,拟合得到探测器输出的电压值之比和气体浓度之间的关系,并对可燃气体进行实时测量试验。验证了该检测仪在测量精度、范围等方面的优势。     

非分光红外CO浓度探测系统

介绍了基于非分光红外(NDIR)原理的CO浓度探测系统总体设计.采用新型红外光源和探测器对系统光学部分进行设计,通过低频电调制取代传统机械调制方法.讨论了光源恒压供电系统和信号滤波放大处理电路,开展了大量的实验验证研究.实验结果表明该CO浓度探测系统准确可靠,可以满足工况场合下CO气体浓度测量分析的需求.     

SF6气体泄漏环境在线智能检测系统的设计

为实现SF6气体实时在线准确检测,提出了采用红外光谱吸收技术在线检测SF6气体泄漏的设计方案,给出了系统的硬件和软件的设计.通过对传感器信号进行温度补偿和压力补偿,有效提高了传感器的测量精度和灵敏度.利用改进的RS-485通信和数据帧,实现了数据实时、快速、精确传输.现场测试表明,系统性能稳定、寿命长、测量精确、误报率低.测量范围0 ～5000 ppm(1 ppm=10-6),灵敏度1 ppm.可广泛应用于测量SF6气体浓度的场合.     

一种甲烷气体检测方法的实现

介绍了一种根据半导体式气体传感器的工作原理而设计的甲烷气体检测电路.该电路弥补了以前此类检测电路的许多不足之处,具有灵敏度高、稳定性好、制备成本低等优点,并利用单片机来实现对信息的采集和处理,达到了实时检测甲烷气体浓度的目的.     

基于自适应锁相的多气体检测系统

光纤广泛应用于网络信号传输,但光纤中水蒸气、氧气等气体对不同频段信号起到吸收作用。以锁相放大电路为基础进行自适应锁相介绍,根据气体浓度设计0.001°的ADA2200相敏检测器、二阶低通滤波器、变量程等检测电路,利用14位A/D采集电路、量程自调整程序等自适应模块实时调整参考信号,并根据实际氧气和蒸汽浓度进行检测系统的测试。实验结果表明浓度改变0.2 ppm时信号就会变化1 mV,且3%浓度下误差波动不超过0.027%。结果表明光纤气体检测系统可以对超低浓度气体进行检测并投入生产。     

Development of a radiative transfer model for the determination of toxic gases by Fourier transform–infrared spectroscopy with a support vector machine algorithm

Abstract

This report describes a radiative transfer model for Fourier transform-infrared (FT-IR) spectroscopy to create close-to-reality toxic gas spectra by reflecting the unique spectral responses of detectors and using the atmospheric radiative transfer code, MODTRAN. This system can be highly useful in overcoming the limitations for measuring toxic gases in open environments. The emulated gas spectra can be used to train support vector machine (SVM) for chemical gas detection. Its detection performance is evaluated with nerve agents (tabun, sarin, soman, and cyclosarin) and a simulant gas (sulfur hexafluoride) for indoor and outdoor experiments by using two off-the-shelf FT-IR gas detectors. The experimental results show that the proposed SVM algorithm successfully detected and classified targeted gases while reducing false negative and false positive detection rates.     

离子色谱法测定瓜子中的二氧化硫残留

建立了离子色谱-抑制型电导测定瓜子中的二氧化硫残留量的方法。样品经由水蒸气蒸馏,通过3%双氧水吸收氧化得到待测液,再通过0.22μm滤膜和C18柱处理后,用IonPac AG11-HC(4*50mm)+IonPac AS11-HC(4*250mm)分离柱,1.0mL/min KOH淋洗液梯度洗脱,抑制电导检测。在优化色谱条件下,二氧化硫残留量在一定范围内线性良好,检出限为0.059mg/kg。加标回收率在88.78%~98.13%之间。该方法灵敏度高,重现性好,测定结果可靠。     

一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测

本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术.将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布式反馈激光器对于二氧化碳气体分子6361.25 cm-1处超精细跃迁线的频率锁定.采用波...     

具有USB和RS232接口的气室调节监控系统

为准确研究环境因素对农作物的生长产生的影响,设计了一种可以自动调节气室CO2浓度的检测控制系统。该系统采用12846液晶实时显示数据,根据人工设定气体含量参数,自动控制CO2发生器维持气室的气体含量。研究结果表明,该系统可对气室内氧气、二氧化碳和发生器内压力数据进行采集与控制,可实现内部存储、U盘读取和直接与PC机通信,以及在PC机上显示、存储数据等功能。     

便携式可见分光光度计测定桂圆中二氧化硫

采用便携式可见分光光度计测定桂圆中二氧化硫含量。结果表明,二氧化硫在0~120mg/kg范围内线性关系为y=0.99Abx-0.007,相关系数为0.999;重复性为9.0%。与实验室检测数据相比偏差为2.2%~9.0%。实验证明便携式可见分光光度计测定桂圆中二氧化硫的结果与实验室测定结果相当,可以用于桂圆中二氧化硫含量。     

基于红外差分吸收法的瓦斯浓度检测研究

针对我国当前煤矿瓦斯检测中存在的测量精度低、仪器寿命短等问题,提出了基于红外差分吸收法的煤矿瓦斯浓度检测方法.通过实验证明,该方法可以准确地测量出煤矿瓦斯浓度,而且由于光源采用了发光二极管,故使得仪器寿命大幅延长.     

CHARACTERIZATION OF THE FLUE GAS OF A COAL-FIRED POWER PLANT BY ULTRAVIOLET-VISIBLE SPECTROSCOPY AND A TAGAKI-SUGENO MODEL

Quantitative analysis of flue gas of thermal power plant is of great significance for environmental protection. This article reports the characterization of the flue gas of a coal-fired power plant by ultraviolet-visible spectroscopy and a Tagaki-Sugeno model consisting of a series of fuzzy rules. The wavelength signals are expressed by linguistic terms in the rule antecedent. The component concentration is a linear combination of the wavelength signals. Real spectral data obtained from the flue gas is adopted in the model. Prediction models for sulfur dioxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide were built with the Tagaki-Sugeno model, back-propagation neural network, least squares support vector machine, and partial least squares. The effectiveness of the models was primarily evaluated by root-mean-squared error of prediction. The experimental results verified that the predictive capability of the Tagaki-Sugeno model was the highest.     

基于张量低秩分解和稀疏表示的红外微小气体泄漏检测

为了检测石化工业生产过程中微小气体的泄漏,提出了一种应用红外成像技术的单帧红外小目标检测方法。研究了低秩稀疏分解理论和稀疏表示理论,并提出了一种新的基于张量低秩分解和稀疏表示的小目标检测方法。该方法基于张量分解的形式充分发掘背景矩阵所包含的信息;利用先验知识构造微小气体泄漏的目标字典;同时利用背景的低秩约束和小目标的稀疏表示约束分解出微小气体的泄漏目标。最后基于非精确增广拉格朗日乘子法(IALM),对本文算法进行最优化求解,并通过实验分析比较了本文方法和已有方法的优缺点。结果表明:本文方法的检测效果优于其他已有方法,并且具有较好的ROC(受试者工作特征)曲线,可以满足工业生产中对微小气体泄漏检测的要求。     

S-Zorb装置在线分析仪表配置与应用

采用S-Zorb吸附脱硫技术降低催化汽油硫含量是中国石化汽油产品质量升级的重要措施。为解决前期投用的S-Zorb装置中在线分析仪表配置与应用不当的问题,通过对在线分析仪表应用环境与系统优化配置方案的研究,分析了影响分析系统正常运行的原因,提出了该装置在线分析仪表系统配置注意事项及再生烟气氧分析仪与二氧化硫分析仪共用样品系统与采用引流器重建总硫分析仪回收系统等建议,可供同类装置参考。     

微流体技术在深水油气开发气液分离中的应用

在深水油气田开发过程中,CO2含量是估测天然气质量的重要参数,需用传感器对其进行测量;然而,天然气还包含有水和油等其他的成分,即需要在多相混合的情况下确定 CO2的浓度。而传统的测量方法无法保证测量结果的实时性;因此,设计了特殊的微流体通道系统,可使其利用微流体管道的表面张力效应对气相和液相进行分离。CO2对红外光的吸收可被用于在线测量,可采用光学传感器对分离后的 CO2浓度进行检测。