陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10~(-6)的Cl_2和100×10~(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10~(-6)和0~100×10~(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。     

消除水分对化学发光测量氮氧化物干扰的方法

采用了抽真空法和卡尔曼滤波器数据处理,设计一种减少水分对化学发光法测量氮氧化物干扰的方法.该方法利用了真空度越高、水分沸点越低的原理,水分进入分析仪反应室会出现“闪蒸”现象,从而减少了水分对测量过程的干扰,同时采用了卡尔曼滤波器进行数据处理,使得该方法能获得较高的测量精度,对于测量工业中产生气体的方法研究,具有一定的借鉴价值.     

一种实用的光电检测电路设计与实现

气体检测在人类的日常生活和生产过程中非常重要.光纤传感器采用光而不是电作为信息载体,因此不存在产生电火花的安全隐患问题.光纤气体传感器中,吸收型光纤气体传感器更具有灵敏度高,响应快,抗温等优点.然而,吸收型光纤气体传感器也存在信号微弱,抗干扰能力差等缺点.文中基于对光纤气体传感器系统的研究,提出了一套完整的光电检测电路的设计与实现方法.该电路具有电路结构简单,实用性强,可移植性强等优点,广泛运用于光纤气体传感领域.实验验证了该设计的正确性、精确性、实用性和可靠性.     

化学发光法检测1O-12(体积比)臭氧

利用O3与NO的化学发光反应检测气相中O3,积分时间为120秒时,检测分辨率达到2.5×10-12(体积比).采用标准臭氧发生器标定的结果显示,在0～50×10.(体积比)的浓度范围内,化学发光的光子计数值与臭氧浓度之间的线性关系很好.还讨论了低浓度检测过程中臭氧耗损问题.     

控制电位电解氮氧化物检测仪的研制

研制了一种便携式氮氧化物检测仪，仪器采用控制电位电解法原理，介绍了仪器的传感器，电子线路和气样采集装置。传感器为三电极体系电解池。三片电极均采用防水型气体扩散电极。详细说明了电极的制备工艺。实验结果表明，在５０～５０００ｐｍ范围内，响应电流与ＮＯｘ浓度有良好的线性关系，响应时间小于３０ｓ，灵敏度为５～１５μＡ／ｐｐｍ ＮＯｘ，测量误差±４％。     

化工园区无机有毒气体分析仪的设计

针对国家出台的化工园区试点项目中确定的几种气体预警因子,设计一种可实时监测H2S、HCl、NH3、HF四种有毒气体的声光报警分析仪.仪器采用模块化的设计思路,以工业级芯片STM32F429作为核心处理器,围绕电化学传感器和MCU设计了电源管理电路、传感器信号处理电路、实时时钟电路、Flash存储电路、人机交互电路、报警电路、数据通讯电路等.同时完成了基于RT-Thread嵌入式实时操作系统的线程设计、气体浓度采集及算法设计、em Win人机交互界面设计.测试结果表明:该气体分析仪功能完善、性能稳定、抗干扰能力强,能够较好地满足化工园区无机有毒气体浓度检测的需求.     

基于Arduino的电焊机智能监测系统设计

为了有效监测现有电焊机工作时产生的有害气体及工作环境温湿度,保障工作人员的身体健康,设计了基于Arduino Mega 2560的电焊机智能监测系统,实现对氩弧焊电焊机的智能监测.采用MQ135气体传感器、PM2.5传感器和DHT11温湿度传感器模块对环境变量进行检测,具有报警、提示功能,该监测系统能够有效检测电焊机工作时的环境气体状况,降低了工作时周围气体浓度过高的危险性,为工作人员的健康、安全提供了保证.     

新型固体电解质基氮氧化物传感器的制备与性能研究

氮氧化物(NO_x,NO+NO₂)是我国首要的气体污染源之一,其对自然环境和人类健康均造成了严重的威胁,因此开发原位检测NO_x的高效检测设备势在必行。NO_x的排放源主要为工业废气和汽车尾气,其气体温度较高、成分比较复杂,而固体电解质基气体传感器可以实现在高温下对NO_x的高选择性、高灵敏度检测。本研究以Co₃O₄/Cr₂O₃/YSZ的复合材料为敏感电极,以YSZ为固体电解质构建了阻抗型NO_x传感器。采用XRD、SEM和EDX对传感器进行了表征,并系统研究了传感器在高温下对NO的敏感特性。结果表明：Co₃O₄/Cr₂O₃/YSZ敏感电极材料呈颗粒状,粒径约为200 nm,并且敏感电极以疏松多孔的状态覆盖在电解质表面,有利于气体的扩散和传质。传感器对NO_x具有良好的响应...     

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.     

不分光红外传感器的高精度标定方法

传统的红外传感器标定方法的测量相对误差小于2%,无法完成高精度的气体浓度测量,制约了中国在不分光红外气体检测技术方面的发展.本文提出了一种结合流量控制和毛细管流速混合方法配气方法,配比出用于线性标定的多种气体浓度.利用火焰离子化探测器(FID)标定配气设备,确定标定基准,采用三次样条插值方法对不分光红外气体传感器进行高精度标定,该方法可以在量程不变的情况下,将相对误差降低到1%以内,实验证明:这种方法对各种非线性红外吸收方法都有着很好的效果.