卟啉传感器气体检测系统流量控制研究

针对目前卟啉传感器气体检测系统中采样气体流量控制的不足,提出了一种控制精度高、响应速度快、超调量小的流量控制系统。该系统利用增量式PID算法调整PWM脉冲信号的占空比,从而间接地改变直流电机两端电枢电压的大小,实现对采样气体流量的控制。流量控制精度为±1.5 cm3/min,且气体流量仅需15.6 s就能达到稳定。实验结果表明:控制采样气体流量,有助于卟啉传感器气体检测系统准确、快速地实现对目标气体的检测。     

应用于卟啉阵列气体检测系统的识别算法

差值图谱是卟啉化学传感器(PSA)芯片识别气体的根据,但同种气体的差值图谱之间会出现颜色或显色位置的差异,存在实验数据发散的问题。结合BP神经网络和粗糙集,提出了一种新的气体种类识别算法,并将之用于PSA气体检测系统中。该方法利用粗糙集的数据约简功能找到差值图谱数据中颜色变化明显的点的数据,以这些数据为输入,进行BP神经网络的训练和识别。通过实验可以证明,相对于欧氏距离聚类结果、BP神经网络识别结果,本文提出的算法对于发散的实验数据具有更高的识别精度。     

肺癌呼吸气体检测系统的气室设计

基于卟啉传感器阵列(PSA)的肺癌呼吸气体检测系统是通过采集处理PSA芯片表面图谱信息来对人体呼吸气体进行定性检测,达到早期肺癌诊断的目的。检测过程中,PSA芯片能否与气体分子快速、均匀结合将直接影响气体检测系统的准确度。以系统中PSA芯片与肺癌呼吸气体反应的气室为研究对象,借助CFD专用软件FLUENT对气室进行流场仿真结构优化,在气室理论模型的基础上,进行了气室实物制作,结果表明:通过采用抛物线形气室内腔、安装导流板、减小分流孔通径、适当加大分流孔倾斜角度等优化方案后,气室内呼吸气体呈层流流动状态,流场更加均匀、密集,能达到检测系统中PSA芯片与呼吸气体分子快速、均匀结合的要求。     

卟啉传感器检测挥发性有机化合物的研究进展

卟啉与金属卟啉具有优良的气敏性能,是检测挥发性有机化合物(VOCs)的理想敏感材料。卟啉与金属卟啉传感器已成功地应用于VOCs的检测。基于不同类型传感器的传感原理,对目前国内外用于VOCs检测的几类卟啉传感器的研究进展进行了分类介绍,并对卟啉传感器在VOCs检测领域的研究方向和发展前景做了展望。     

卟啉传感器研究进展

卟啉类化合物因为光敏性好、性能稳定、易于修饰,采用紫外、红外、荧光、磷光、拉曼等光谱技术和电化学方法都可以检测到它的微小变化,成为传感器研究的理想模型化合物。介绍了卟啉氧传感器、卟啉二氧化碳传感器、卟啉氯化物传感器、卟啉生物传感器和卟啉其他传感器的研究进展,提出了卟啉传感器的发展方向。     

基于非加热气体传感器的神经网络的气体检测

介绍了基于新型非加热型半导体气体传感器和人工神经网络的气体定量检测系统。通过该系统对酒精气体进行了定量检测分析。实验结果表明:系统能以较高的精度检测出气体的浓度,具有较高的实用性。     

基于传感器动态检测和神经网络的气体识别

提出将气体传感器阵列动态检测与人工神经网络相结合的方法实现气体的识别。设计了用该方法进行气体检测识别的实验系统。该方法具有实验次数少、识别准确度高的优点。实验以4个金属氧化物半导体气体传感器组成的阵列为例,详细讨论了该方法的实验过程及识别结果。通过实验对甲烷、乙醇、丙酮3种气体及其混合气体进行识别,结果表明:该方法的正确识别率达到100%,具有很高的实用价值。     

基于非加热气体传感器和神经网络的气体检测

介绍了基于新型非加热型半导体气体传感器和人工神经网络的气体定量检测系统.通过该系统对酒精气体进行了定量检测分析.实验结果表明:系统能以较高的精度检测出气体的浓度,具有较高的实用性.     

基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器的研究

基于甲烷气体的近红外吸收光谱，研究了一种高灵敏度光谱吸收型光纤甲烷气体传感器。采用DFBLD作为光源，通过光源调制实现气体浓度的谐波检测，利用二次谐波与一次谐波的比值来消除由光源的不稳定和变化所引起的检测误差。建立了谐波检测的数学模型，给出了甲烷气体的测量结果。     

基于气体传感器阵列的动态检测系统

描述了一个基于传感器阵列的气体检测系统,其阵列由6只气体传感器组成。系统采用较以往静态加热所不同的动态加热方式,重点介绍了该系统的硬件结构。通过分析系统的气体响应特性实验得出:该系统具有静态测试所不具备的许多优点,如,信号特征多、容易识别等。     

基于荧光卟啉传感器阵列系统的肺癌标志物检测研究

针对肺癌呼出挥发性有机气体（VOCs）中的特定标志物,提出了一种新型的基于荧光卟啉传感器阵列检测系统,并对4种肺癌呼出标志物进行检测研究。通过小波分析等数学工具对测得的荧光光谱数据进行特征提取,然后采用层次聚类、主成分分析等统计学方法对特征向量进行分析。不同体积分数的各类标志物在聚类分析中能够完全正确的聚到一起。通过主成分分析得到的前3个主成分包含了标志物的88%的信息,便能对不同类别的标志物进行识别。研究表明：该荧光卟啉传感器阵列系统能够快速有效地对不同肺癌标志物进行识别,有望在临床中得到应用。     

自适应气体检测光子晶体光纤传感器设计

针对光子晶体光纤在传感技术和非线性传感系统应用中面临的传输模式突变、检测精度受模式变化而降低等方面问题,研制了一种具有低损耗高抗压的气体检测光子晶体光纤传感器.根据非线性传感系统和光子晶体光纤的带隙材料布局建立了损耗分析模型,并总结了孔距和包层直径对损耗的影响,从而建立损耗感知算法;对比单模、二阶模及异构孔对损耗的影响,建立了模式自适应调制算法;研制了一种基于损耗感知支持模式自适应调制的用于气体检测的光子晶体光纤传感器.测量系统的实验结果分别从损耗.检测精度和抗压等方面证明了所提方案研制的光纤传感器的可靠性和优越性.     

基于比色传感器阵列的农残检测系统设计

针对传统农残检测方法需使用大型分析仪器、操作复杂等不足之处,根据比色传感器阵列与待测样品交叉响应产生颜色变化的基本原理,设计了一种新型的农残检测系统.系统的下位机为PIC16F877A微控制器,辅助上位机完成对检测温度和检测流程的控制;上位机完成对比色传感器阵列的图像采集和图像处理,获得检测结果.最后应用该系统对浓度为0.1mg/L的3种农药溶液进行检测,结果表明:该系统能准确检测识别这3种农药溶液.     

基于无线传感器网络的入侵检测系统设计

设计了具有磁场传感器的传感器网络硬件节点,从元器件选择到硬件电路设计均体现了无线传感器网络低功耗的特点,同时对磁场传感器的输出信号进行详细测试和深入分析。该节点可以对进入其监测区域的具有铁磁特性物质,如车辆、坦克和装甲车等目标实现有效检测并报警。针对传感器节点处理器和能量资源有限的特点,设计了简单有效的入侵检测算法,并在实验平台上验证了节点和算法设计的可行性和有效性。     

基于磁传感器的磁近炸引信探测系统设计

基于磁传感器的磁近炸引信探测系统,适用于非接触探测系统.以提高探测的范围和稳定性为目的,设计了可控放大滤波电路和复位置位电路等.为提高探测的时效性和精确性,提出了改进型的滤波算法、检测算法等方法.优化改进后的系统具有良好的稳定性和适应性,能够有效探测到铁磁性物体的移动,论证了方案的可行性,为后续研究奠定了基础.     

基于MSP430的磁弹性传感器检测系统设计

磁弹性传感器无线无源的优点使其在无损检测、在体分析等领域具有非常广阔的应用前景.通过对磁弹性传感器检测原理的分析,设计了一种基于MSP430平台的小型化磁弹性传感器检测系统.该系统以MSP430单片机为控制核心,利用永磁铁作为偏置磁场激励,集成了交流激励信号产生单元、有效值检测单元和AD采样单元,并通过RS-232实现与上位机之间的通信.实验结果表明:该检测系统可以方便快捷地实现对磁弹性传感器共振特性的检测,具有稳定性好、集成度高、功耗低的特点,能够满足磁弹性传感器在不同状态和环境下共振特性的精确检测需求.     

基于嵌入式技术的倾角传感器检测系统设计

介绍了加速度传感器MMA7260的工作原理、结构及功能,设计了一个基于ARM的实时嵌入式自动检测系统,使用μC/OS-II操作系统,构造一个具有角度测量、相关数据处理以及与上位机通信等功能的现场角度测量单元,上位机则主要完成系统监控和人机交互等功能。     

基于SVR的瓦斯传感器故障诊断方法

介绍了回归型支持向量机（SVR）的基本原理,建立了基于SVR的传感器时间预测模型,对时间预测器实行离线训练、在线应用的方法,用训练好的SVR模型模拟煤矿井下瓦斯传感器系统的动态特性,阐述了瓦斯传感器故障诊断和信号恢复的实现过程。仿真结果表明：SVR时间预测器能准确预测和跟踪瓦斯传感器的输出,及时诊断出传感器故障信息,并对传感器信号进行恢复,实验验证了该方法的正确性和有效性。