气体传感器温度调制信号的瞬时频谱分析

温度调制技术已被证明能够改善气体传感器的选择性。为了有效提取传感器对被测气体的响应特征,提出应用Hil-bert-Huang变换对温度调制下的气体传感器的动态信号进行分析,可获得传感器动态响应信号中的瞬时频谱和边际谱等有效的气体响应特征。通过对一个微热板式气体传感器在矩形波调制下对三种易燃易爆气体响应的动态信号进行测试和分析,说明提取的瞬时频谱和边际谱能较好的体现被测气体信息。进一步研究了调制周期对动态响应信号的影响和该方法在正弦波、三角波等温度调制模式下的传感器对三种易燃易爆气体的响应,结果说明使用瞬时频谱能够有效提取信号中的气体信息。     

基于单传感器动态检测和神经网络的气体监测

研究了气体传感器动态检测结合神经网络识别空气中有机气体的新方法.这种方法利用单个SnO2气体传感器而非阵列在方波温度调制的状态下,可实现多种有机气体的定性分析.在0.02Hz的调制频率、250～300℃的温度调制范围,测得传感器对不同体积分数异丙醇、乙酰丙酮和乙醇气体的动态响应.通过小波变换对单个周期测试信号进行特征提取,并将提取的特征值输入神经网络进行定性识别和体积分数估计,仿真识别的成功率高达100%,同时,较准确地实现待测有机气体的体积分数估计.     

基于单传感器动态检测和神经网络的气体识别

介绍了气体传感器动态检测结合神经网络识别空气中有机气体的新方法.这种方法利用单个SnO2气体传感器在方波温度调制的状态下实现了对多种有机气体的定性分析.在0.02Hz的调制频率、250℃～300℃的温度调制范围内,测得了传感器对不同浓度异丙醇、乙酰丙酮及其混合气体的动态响应值,再通过小波变换对单个周期测试信号进行特征提取,最后将提取的特征值输入神经网络进行网络训练和定性识别,识别的成功率高达100%.     

半导体气体传感器动态温度调制系统设计及检测方法研究

针对半导体气体传感器存在选择性差的问题,通过温度调制检测方法实现可燃性气体良好检测性能,提高传感器在复杂环境下的选择性。设计了一种参数可调的气体传感器温度调制系统,实现了正弦波和矩形波输出模式,输出频率0~1000 Hz,幅值0~5 V可调,矩形波占空比可调,并给出了系统总体设计方案和硬件设计电路。通过自制旁热式SnO2传感器对CO和CH4两种可燃性气体进行了矩形波温度调制检测分析,得到了优化的温度调制参数。提出以传感器在空气和被测气体响应中温度调制幅值比作为灵敏度系数。测试结果表明,CO和CH4气体在周期10 s的方波温度调制下呈良好的近似线性规律变化,且具有较好的线性度差异,表明两种气体具有选择性差异。     

基于小波特征提取的气体传感器温度调制模式研究

为了有效提取传感器对被测气体的响应特征,通过对单个微热板式气体传感器在不同温度调制模式下,对3种可燃性气体的动态响应信号结合主成分分析(PCA)和概率神经网络(PNN)进行分析和测试,利用小波变换对温度调制下传感器的动态响应信号进行小波特征提取。结果表明:提取的小波特征系数能较好地反映被测气体的信息。     

温度对二氧化锡气体传感器响应信号的影响

在方波调制的条件下,研究了不同的外加电压和不同的占空比下SnO2气体传感器动态响应信号,同时测定了两种条件下的传感器表面相应的温度变化曲线;在7V的外加电压和30/(30 20)的占空比下,传感器能给出完整的动态响应信号;温度曲线的线形虽然相似,但温度梯度却不同,表明电压和占空比对动态信号的影响是通过温度这一本质因素来实现的.对温度这一本质因素进行了理论分析.     

基于温度调制的气体传感器动态信号识别研究

利用4只掺杂Pt的SnO2微热板气体传感器组成传感器阵列来识别三种不同的工业气体（ CO, CH4和C2 H5 OH）,传感器加热分别采用了三角波、正弦波、锯齿波和脉冲波四种温度调制模式。然后将得到的传感器动态响应信号进行短时傅里叶变换（ STFT）提取特征信息,并结合主成分分析（ PCA）方法将特征信息进行降维处理,发现调制周期对气体种类影响较小。最后利用决策树识别三种不同的气体,识别准确率较高。实验结果证明了该算法的正确性和可行性。     

基于SnO2 气体传感器对CO 的动态检测及原理

研究以单个SnO2传感器为敏感元件对CO进行动态检测;讨论了SnO2气体传感器动态检测方法的理论基础.结果表明,运用动态检测方法明显提高了SnO2传感器对CO的选择性,动态检测方法是建立在半导体电导率温度依赖特性基础上的.     

基于差分吸收检测技术的非色散红外SF6传感器

基于非色散红外吸收原理,以电调制红外光源、采样气室和双元红外探测器组成的红外传感模块为核心,利用差分吸收检测技术设计了一种小型化高性能的SF6气体传感器.利用标准气体进行浓度标定,拟合了SF6气体浓度与电压关系曲线,实现了对SF6气体浓度的准确检测.根据传感器检测误差随环境温度变化的规律,系统研究了温度补偿方法,有效提高了传感器在不同温度下的检测精度.实验结果表明,该传感器系统在环境温度10℃~40℃、气体浓度0~2500×10-6范围内的检测精度小于±50×10-6,分辨率为1×10-6,系统响应时间小于5 s,具有良好的重复性和稳定性.     

用于实时、动态检测多组分气体的多传感器技术与电化学传感器系统

依据待测多组分气体交叉反应的动力学特性和暂态电化学原理,融合计算机控制的快速电势调制方法,提出并建立了基于单个气敏微电极的多传感器技术,构建了一类新的电化学多组分气体传感器系统.该系统既保持了电化学传感器的优点,又具备信息采集和处理的能力,成功地将单个气敏电极对多组分气体交叉敏感的致命缺陷转化为快速同时检测多组分混合气体的动力学条件加以利用,用单个气敏元件(电极)实施多组分气体的实时、动态检测.本文还就传感器系统的暂态电化学响应机制、检测精度、测量速度和连续检测的长期稳定性作了讨论.