我国非分光红外气体传感器相关研究有突破

据《传感器世界》报道,我国在非分光红外(NDIR)气体传感器技术研究方面取得了新进展。由武汉四方光电科技有限公司所承担的这个研究项目近日在武汉通过了由湖北省科技厅组织的专家鉴定。     

新型非分光红外多组分气体分析仪的研制

为解决国内气体分析仪器稳定性差、测量精度不高等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的气体分析仪的硬件电路设计和数据处理方法,它采用电调制红外光源,热释电红外探测器、低功耗单片机数据采集、嵌入式系统实时监测等先进技术,实现对SO2和NO气体的连续自动分析.     

一种冰醋酸红外气体传感器设计

提出了一种基于非色散红外原 理的冰醋酸红外气体传感器。介绍了冰醋酸红外气体传 感器的原理,然后对其结构设计进行了详细描述,并利用Light Tools 软件对其光路进行了仿真验证,最后获得了冰醋酸红外 气体传感器样机。测试结果表明,该传感器在0～5000 ppm范围内 的测量精度优于±1%F.S.,响应时间(T90)为29 s。这种传感器的光源部分 采用电调制方式,舍弃了传统的红外气体传感器光源部分的机 械斩波结构,进而减小了传感器的体积,提高了稳定性。因此,该传感器 在冰醋酸运输、储存和使用等领域具有广泛的应用前景。     

非分光红外CO2数字传感器设计与实现

针对市面上非分光红外CO2数字传感器在小型化、数字化、模块化和国产化等方面发展不尽人意。基于不同气体分子的红外光谱吸收特性,利用郎伯-比尔红外吸收定律,运用电子学、机械学和光学等多门学科,对非分光红外CO2数字传感器设计与实现。整体方案设计主要内容包括光源选择、探测器选择、光学气室设计、硬件电路设计、软件设计。通过实验检测,测量结果完全达到设计要求的精度不低于±100ppm、测量范围10ppm~4700ppm。结果表明,仪器测量范围广、精度高、预热启动时间短、成本低和模块化。     

红外辐射元件及采用它的气体传感器

美国专利US7378656 (2008年5月27日授权)目前,人们已研制出了各种各样采用红外辐射源的分析仪,如红外气体分析仪.这种分析仪中使用的红外辐射源一般都是卤素灯.然而,卤素灯的体积大,使用寿命比较短,所以难以在体积较小的红外气体传感器中使用.     

非分散红外CO气体检测系统研究

介绍了用于CO气体检测的非分散红外(NDIR)系统,论述了系统的原理、构成与实现方法.利用CO在红外4.65μm处的特征吸收,通过气体滤波相关技术实现对空气中痕量气体CO的检测,系统响应迅速,测量精度高,并能实现0～50 ppm的测量范围,检测下限10 ppb.     

基于MEMS工艺的集成红外气体传感器工艺研究

研究了一种采用MEMS技术实现的含有红外发射源和探测单元的片上集成红外气体传感器芯片。通过理论分析证明了探测器和红外发射源可以集成在同一衬底上的可行性,采用正面刻蚀和背面ICP深刻蚀硅工艺实现红外发射元和探测单元的悬空热隔离结构,可以使红外发射源和探测器同时工作在较好的性能状态下。通过对红外气体传感器的红外发射源和探测单元的测试,表明两种单元均可以正常工作,验证了这种集成工艺的可行性。     

随钻检测用微型红外甲烷气体传感器

为了满足石油勘探过程钻井液中甲烷气体同步检测分析的需要,实现甲烷气体随钻检测的目标,本文设计了一种可集成于钻具内的随钻检测用微型红外甲烷气体传感器。首先利用Hitran数据库对甲烷气体的红外吸收峰进行了对比分析,确定了探测器滤光片的中心波长;然后利用光学仿真软件TacePro对腔体内的光线传播方向进行了光线追迹分析,并对到达探测器2个接收面的光强分布进行了模拟分析,确定了光学腔体设计的合理性,随后根据红外气体传感器的工作原理设计了相应的工作电路。测试结果表明该传感器对甲烷气体的检测精度在常温下优于0.5%F.S.,在120 ℃下优于0.8%F.S.;常温下实现了对甲烷饱和水溶液中脱出的微量甲烷气体的检测,可以满足甲烷气体随钻检测的需要,在石油钻井行业的随钻检气体测领域具有广阔的应用前景。     

浅谈红外气体传感器用红外光源Ma设备保护等级的防爆认证检测方法的研究

随着红外气体传感器的在煤矿井下的普及应用,如何实现满足管道用红外气体传感器Ma设备保护等级的要求就显得十分重要,通过调研市面上选用的红外传感器探头大多采用的是进口部件,从提供的IEC或是欧盟的防爆证书上分析,红外气体传感器探头取得的防爆型式主要有"Exd Ⅰ"、"Exdia Ⅰ"和"Exia Ⅰ"三种型式,如何正确地区...     

恒温NDIR二氧化碳气体传感器研究

环境温度变化会影响CO2对红外光的吸收效率,为提高非色散红外(NDIR)CO2气体传感器的测量精度,设计了一种基于增量式PID算法的恒温CO2气体传感器系统.首先利用ANSYS FLUENT软件对恒温控制下的采样气室内部热分布进行模拟仿真,验证了恒温控制的可行性,然后设计了基于PI加热片的恒温控制系统.实验结果表明,在...     

光纤气体传感检测技术研究

光谱吸收型光纤气体传感器可以实现对气体的准确、快速、高灵敏度的检测,结合原理和典型系统综述了五种检测方法,其中单波长光谱吸收检测、差分检测、谐波检测技术发展得比较成熟,并且开始应用在石油化工等领域,而光腔衰荡光谱技术（CRDS）和有源腔气体检测技术是近几年刚兴起的新技术,具有实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化影响的特性,是很有发展潜力的光谱吸收检测技术。     

光纤瓦斯传感系统研制

本文所讨论的是一种全光学、本安型光纤瓦斯传感系统。利用瓦斯气体在1.331μm的混合吸收带,按lambert定律与双波长差分吸收法,来探测大气中瓦斯气体的含量,由微机实现数据采集与处理,实时显示所测瓦斯浓度,精度可达0.025%。     

一种对乙醇气体灵敏的光纤传感器

光纤传感技术是80年代发展起来的一种高技术。在有毒、有害、易燃、易爆环境下光纤传感技术较其它传感技术更具有优越性,近年已有作者探索利用光纤传感技术测量易燃易爆气体的含量。我们亦曾用耐尔兰制成对氨灵敏的光纤传感元件。上述方法,除吸收分光光度法外,聚合物等材料容易老化、热解、光解,使其变质。本文采用过渡金属氧化锡制成灵敏元件,它对乙醇灵敏,且性能稳定,灵敏范围宽。利用它在有毒、有害、易燃、易爆环境下可遥测、遥控乙醇气体含量,有实用价值和广阔前景。     

光纤CH_4气体传感器的实验研究

根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.252×10-4μW/ppm,分辨率为64ppm,可探测最低浓度为100ppm。     

毛细石英管构成的高灵敏度光纤气压传感器

为实现高精度的气压测量,提出一种利用飞秒激 光微加工技术与光纤熔接技术制作的法布里- 珀罗(FP)干涉仪(FPI)型光纤气压传感器。利用波长800nm的飞秒 激光脉冲在毛细石英管侧壁上加工一微孔, 利用光纤熔接技术把毛细石英管熔接在一段单模光纤(SMF)和一段多模光纤(MMF)之间,制备 出一种光纤气压传 感器。通过改变传感器的FP腔内气压大小,导致FP腔内气体折射率改变,从而引起传感器 的透射 谱线性漂移,通过计算气压变化量与透射谱的谐振峰波长漂移量之间的关系就能够实现传感 器的气 压测量。理论分析了传感器实现气压测量的机理,实验测量了传感器的灵敏度。实验结 果表明, 传感器对周围气压变化的响应较大,透射谱的谐振峰波长随气压线性变化的灵敏度达到4.22nm/Mpa,而传感器对环境温度变化的响应很小,减少了温度对气压 测量的交叉感染。     

光纤气体传感与谱特性研究

吸收型气体传感器的结构决定气体传感器的灵敏度和吸收效果。根据C2H2气体的光谱吸收特性,设计了一种简易的测试C2H2气体吸收强度的传感器结构。基于Gaussian03软件计算C2H2气体分子的振动强度,从分子能级角度阐述了吸收型气体传感器在近红外光区选择性光谱吸收的特点。同时通过实验加以验证,对比了理论计算与实验结论。     

基于F-P的光纤气体检测系统

简单介绍了利用F-P的可调谐性提出的一种新型的基于1550nm宽带光源的光纤气体检测系统的工作原理、实验装置软硬件设计以及利用该实验装置进行实验数据处理的思想--FFT一次谐波算法和计算光谱面积的算法.利用一次谐波的方法进行了实验,得出实验结果和结论.     

一种新的气敏光纤传感材料

作者研制成功一种新的气敏光纤传感材料SnO2:ZnO,并对它作了甲醇试验。SnCl4:ZnCl2的重量比为1:1最好,是一种有前途的光纤(光学)气敏材料。     

光纤传感器的研究进展

本文首先概述了光纤传感器的研究状况,其次分析了基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤传感器的工作原理,然后简单的介绍了它在土木工程中的应用及安装工艺,最后对光纤传感器的发展进行了展望.