基于声谐振驱动的氢气流量检测系统设计与实现

氢气在空气中的爆炸极限浓度较低,当前电化学传感器氢气检测中容易受到电磁干扰引起爆炸,安全系数低;设计并实现了一种基于声谐振频率驱动的氢气流量检测系统设计方法,通过检测不同浓度的氢气通过传感器后引起的传感器谐振频率的变化反应氢气的浓度变化,系统基于S3C2410模块设计,设计了外围的信号调理电路,对芯片进行了Linux系统移植,安全性和准确性都有很大提高;最后进行仿真实验,实验工具包括传感器与探头,芯片搭建的硬件电路,USB数据采集卡;型号分别为1%,2.54%,3.05%,4.1%的经过国家标准检验的氢气,型号为0.513%的一氧化碳,型号为100%的二氧化碳与氧气;实验结果表明,系统能在10s内对超浓度的氢气流量监控报警,误差在小于0.015,不同的交叉气体下系统的氢气流量检测准确度高达98%,具有很强的实用性。     

基于C8051F120单片机实现端面镀膜光纤氢气传感器

简单描述了端面镀膜光纤氢气传感器的基本原理,与光纤氢气传感技术的研究相比之下具有高灵敏度、不产生火花、使用方便等特性;整个系统基于C8051F120单片机及光电转换电路、光源的调制驱动等其他外部电路,实现了端面镀膜光纤传感器对氢气浓度进行实时检测的功能;文章详细介绍了实验样机的软、硬件设计及传感气室的设计,其制作工艺相对简单,信号提取与处理简单,而且价格便宜,能够快速精确地检测氢气浓度,具有较强的实用性.     

基于微流量热导传感器的氢气浓度检测系统研究

对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究,采用基于MEMS工艺的微型热导传感器,代替现有分析仪器常用热导池检测器,设计了氢气浓度检测系统机械结构;设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成运算放大器加法、放大运算,最后把标准电压信号送入单片...     

反射式光纤微位移传感器

依据光纤反射调制原理进行了反射式光纤位移传感检测系统的设计,利用计数器外径千分尺的测头镜面作为反射体和微位移测量工具,详细介绍了微位移测量装置和传感器检测电路。实验表明,在0～2mm范围内检测系统的输出与位移成线性关系,灵敏度为195μV/μm,线性度为±0.5%,适于微位移的测量。     

基于热导原理的氢气传感器设计

文中设计了一种检测氢气的传感器.基于每种气体的导热率不同,利用热导芯体TCS208F热敏电阻阻值与被测氢气浓度存在对应关系,并采用热导芯体和调理电路相结合,实现了传感器氢气浓度的测量.热导传感器输出信号值受环境温度和环境湿度的影响,被测氢气浓度在计算过程中引入了温度参数和湿度参数2个变量来补偿传感器的检测精度,提升了传...     

基于ADuC812的嵌入式光纤位移传感器

针对反射式强度调制型光纤传感器易受干扰影响和非线性问题,提出了一种嵌入式光纤位移传感器设计。它采用随机/同轴组合型光纤束作为位移敏感单元,采用嵌入式系统ADuC812对信号进行采集、两路信号相除、线性化处理和输出,消除了光源波动等共模干扰的影响,实现了线性化。结果表明:通过引入ADuC812,提高了光纤传感器的测量性能,灵敏度达到6 kV/m,线性度小于±1%,使其能得到更广泛的应用。     

反射式光纤电流传感的锁相检测法与近似误差

对反射式Sagnac型全光纤电流传感器中光信号的检测方法进行了深入的分析,并对固有的小角近似误差进行了充分的理论分析和数值模拟。针对反射式光纤电流传感器中极其特殊的信号检测要求,采用了锁相检测法来处理传感信号。商用化的光纤电流传感器的误差一般要求小于0.2%,而在各类检测方法的信号处理中,一个必须的步骤是sinθ≈θ,该步骤造成的小角近似误差极大地影响了整个系统的测量精度。通过对这2个问题进行深入的分析与模拟,对解决光纤电流传感器的检测方法设计、测量精度、灵敏度等问题提供了较大的参考价值。     

基于相关检测的光纤倏逝波生物传感器研究

构建了一种以光纤和光纤束作为系统信号传输通道的光纤倏逝波生物传感器系统,根据光纤探针的倏逝波理论和模式匹配理论对光纤探针进行了设计与制作,然后应用直接结合分析的方法对该传感器系统的探测性能进行了实验检测.实验针对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况进行,同时将系统检测到的信号通过数据采集卡采集到计算机中,并进行相关检测分析.对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况,系统分别获得了16.7和20.5的探测信噪比.实验结果表明,该相关检测方法能很好的区分系统的噪声信号和所探测的荧光信号,整个系统具有良好的可行性.     

基于虚拟仪器的光纤氢气传感器的设计

针对传统的气体传感器检测的缺点,开发了一套基于虚拟仪器的检测氢气的光纤氢气传感器;它采用NI公司的图形化开发平台LabVIEW,将传统的电路分析和处理,以及传统仪器的功能集成于一台计算机中,用户可以修改虚拟仪器的软件模块中的参数来这到修改气体传感器检测的特性;该氢气传感器检测系统通过计算机进行各类采集有关数据的处理、数据存储和分析;同时,详细介绍了系统的硬件连接、基于LabVIEW的软件设计和检测系统的稳定性和可靠性.     

基于TCS208F的氢气体积分数检测仪的设计

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行二次放大,最后把标准电压信号送入单片机C8051F020的测量系统进行后续处理,完成氢气...     

光纤法布里珀罗氢气检测技术

实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究.介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理.通过应力传递过程的分析,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型,并推导出传感器灵敏度计算方法.实验通过在一定浓度下研究该传感器的氢响应特性,证实了该氢气检测方法的可行性,并且其理论模型与实验结果吻合较好.     

用于轧辊磨损度测量的反射式光纤位移传感器的设计

设计了一种用于检测轧辊磨损度的反射式光纤位移传感器.根据轧辊磨损度测量过程的特点及精度要求,对传感器电路系统的原理、组成及性能进行了分析.该传感器电路系统同样适用于类似条件下用反射式光纤位移传感器测量的其他系统.     

用于微动工作台的光纤位移传感器设计

针对微动工作台定位中遇到的位移检测问题,探讨了一种反射式光纤位移传感器。通过分析光纤耦合原理设计了发射接收光纤探头的结构;选择高亮度LED和高灵敏度硅光电池,提高了传感器的抗干扰能力和增强了信号强度;检测电路实现了对信号的去零、放大,从而提高分辨率,解决了这类传感器的线性范围小所引起的不足。实验结果表明:在0～200μm的量程内分辨率能达到亚微米级。     

燃气轮机叶片叶尖间隙光纤测量系统设计

燃气轮机转子叶尖间隙对发动机性能有重要影响,为实现其精密测量,首先,根据光纤对光强耦合原理得到了双圈同轴光纤束的光强调制特性函数;接着,分析了倾角变化对反射式光纤位移传感器测量特性的影响;然后,完成了间隙测量系统设计;最后,通过静态测量实验和不同转速下的动态测量实验验证了所设计系统的性能;实验结果表明:所设计传感器线性测量范围为2mm,测量系统动态性能较好。     

基于光纤传感器的转速测量系统设计

本文提出一种基于光纤传感器测量旋转轴转速的方法,入射光线经旋转轴反射面反射后,利用反射式光纤传感器采集得到强弱变化的反射光,采用频率测量法得到反射频率,通过信号处理电路进行转换,即可测量转速.该系统具有电路结构简单、精度高、抗干扰能力强、光路弯曲、测量方便等优点.     

基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统设计

为解决目前汽车动态称重过程中存在的电磁干扰和精确度低的问题,在分析光纤微弯传感器测量原理的基础上,提出了一种基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统.压力的变化引起传感光纤发生弯曲变形,产生输出损耗,通过测量输出光强的变化实现汽车重量的动态称量;设计相应的光电转换和采样放大电路,并采用小波变换对采样信号进行去噪处理.对光纤传感系统的静态响应特性进行验证表明:在0～3 000 kg的范围内光纤传感系统具有良好的线性响应特性,灵敏度为3.8 mV/kg;动态响应实验表明:当汽车通过速度小于15 km/h时,光纤微弯动态称重系统的测量误差小于5.4%,能够满足动态称重的需要.     

基于单片机的氢气传感器电路研究

针对半导体型氢气传感器的实用化问题,设计了一种基于单片机的氢气传感器电路,该电路由传感探头、信号调理电路、控制单元、人机交互模块、报警电路等构成。通过Tina-TkeilKeil软件进行仿真与调试证明,该电路结构简单、对氢气浓度探测范围大、测精度高,、报警灵敏、显示直观,易于实现传感器的小型化与集成化。     

光纤生物传感器中的探针匹配研究

对基于倏逝波激发的光纤生物传感器中光纤探针的模式匹配理论进行了分析,自行构建了一套基于倏逝波激发的光纤生物传感器系统,研究了光纤探针部分的模式匹配程度对该传感器系统灵敏度的影响。实验分光纤探针置于空气中和蒸馏水中2种情况进行,分别对五组具有不同纤芯半径的光纤探针进行检测,实验结果表明:系统的荧光信号检测信噪比与光纤探针纤芯半径的关系曲线基本与模式匹配理论曲线相吻合。     

检测NO 气体的双臂式光纤束传感系统的研究

本文建立了一检测有害气体的双臂式光纤束传感器系统 ,确定了传感器探头内光纤束端面上单根光纤的最佳排列方式 .对 NO气体的特性进行了研究 ,在不同浓度下 ,得到了 NO气体对光的吸收谱和某一波长下 NO气体吸收率随气体浓度、光程的变化特性 .实验结果表明在一定条件下 NO气体浓度与吸收百分比成线性关系 .该系统的响应时间仅为 5 s,恢复时间在 10 s之内     

新型反射式光纤一维位移传感器研究

根据反射式光纤传感器的原理设计出了一种不锈钢管封装结构、简易光学冷加工制作的新型反射式塑料光纤一维位移传感器。详细介绍了该反射式光纤一维位移传感器的POF光纤跳线端子、发收一体端、带反射面的金属套筒3个部分的结构设计,并且详细介绍了3个部分的制作方法。采用的是光学设计与光学冷加工方式进行反射式光纤位移传感器设计开发,同时进行了样品制作及测试,结果表明该反射式光纤位移传感器可批量制作且能用于多种数据测量,其应用前景比较好。