SF6气体泄漏环境在线智能检测系统的设计

为实现SF6气体实时在线准确检测,提出了采用红外光谱吸收技术在线检测SF6气体泄漏的设计方案,给出了系统的硬件和软件的设计.通过对传感器信号进行温度补偿和压力补偿,有效提高了传感器的测量精度和灵敏度.利用改进的RS-485通信和数据帧,实现了数据实时、快速、精确传输.现场测试表明,系统性能稳定、寿命长、测量精确、误报率低.测量范围0 ～5000 ppm(1 ppm=10-6),灵敏度1 ppm.可广泛应用于测量SF6气体浓度的场合.     

一种VOC气体检测的光离子化传感器设计

设计了一种用于检测空气中的挥发性有机化合物(VOC)的光离子化传感器,对传感器的电离室结构、信号采集处理和部分电源模块进行了详细的分析和介绍。同时利用标准浓度10 ppm(1 ppm=10~(-6))的异丁烯气体和纯净的空气混合得到的多种浓度的异丁烯气体作为测试气体对传感器样机进行实验验证。实验结果证明该传感器可以准确测量浓度低至10 ppb(1 ppb=10~(-9))的挥发性有机化合物,具有良好的线性度、重复性与稳定性。     

高性能红外SF6传感器

基于电力行业对于SF6气体浓度精确测量的需要,根据红外光谱吸收原理,设计了一种新型高性能红外SF6传感器.简单介绍了传感器的工作机理,采用双光束结构和差分测量技术,提出了基于朗伯比尔定理的传感器数学模型.在软件程序中加入温度补偿算法,对传感器进行零点校正和标定点补偿,使之提高SF6检测精度.试验结果表明,上述设计有效提高传感器的各项性能指标.     

非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法

流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO₂和N₂O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度测量会产生原理性误差,需要得到气体在传感器气室内达到稳态扩散时间降低浓度测量误差,提高测量精度。本文提出一种非色散红外传感器高斯分布扩散模型预测气体稳态扩散时间计算方法,14组不同条件下CO₂和N₂O的仿真实验得到本文提出高斯扩散模型的拟合度分别为0.82和0.80,验证所提出高斯模型预测气体稳态扩散时间的鲁棒性。本文所提方法非色散红外传感器浓度测量不均匀扩散产生误差补偿提供保障。     

SF_6分解物检测中红外和电化学SO_2传感器性能的研究

利用动态配气系统将指定浓度的SO_2气体导入分解物检测仪中,对比研究了以SF_6气体为底气时SO_2红外和电化学传感器的准确性、稳定性和响应时间等测量特征。通过对以SF_6和N2为底气的SO_2气体浓度的反复测量,探究了由于SO_2和SF_6气体吸收红外光波长较为接近,SF_6气体对SO_2红外传感器测量性能的影响;实验表明:二种气体的交叉影响使得SO_2红外传感器的测量稳定性发生劣化。此外,通过对同一测量条件下多台SO_2电化学法传感器的测试,验证了传感器性能对比实验中,个性差异较大的SO_2电化学传感器所表现出的测量特性具有一定共性,并在文末给出了提高电化学传感器测量准确性的可行建议。     

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.     

吸收光谱型气体红外传感器的设计与实现

对一种吸收光谱型气体红外传感器的工作原理、设计原理和集成化设计进行了分析.其中气体浓度对光谱的吸收会影响光强的变化,所以将微型热释电红外敏感头、小型灯泡都集成在1个小型的气室中,气室中有2个通道,气体探测通道和参考通道.2个通道光强的强弱差就会体现出气体浓度的大小,这样就实现了测试气体浓度的功能.集成化采用MEMS工艺将红外双路敏感元件及滤光片制作成探测头,然后通过微封装和微小集成技术将探测头、红外光源、过滤网集成在气室内.     

新型非毒化红外瓦斯传感检测系统研究

提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统.它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作.详细介绍了非色散性红外吸收气体检测原理,分析了脉动光源与热电探测器信号及热电探测器信号与气体浓度之间的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器检测系统的软硬件设计方案.实测结果表明,该传感器检测系统具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点,其各项性能指标均已达到实际应用要求.     

基于NDIR方法的机动车排放气体传感器

针对机动车尾气成分检测中存在的各种问题,根据不分光红外(NDIR)方法的基本原理设计了新的测量方案。传感器同时测得了CO、CO2、HC化合物3种气体的浓度,并以数字信号方式通过串行口输出测量结果,避免了传输过程中的干扰,可以很方便地应用到具有串口的各种数字处理设备中。用标准气体对传感器进行了实验标定,其结果表明传感器测量精度达到国家标准要求。     

便携式多组分气体分析仪的研制

针对气体分析仪存在稳定性差、测量精度不高、分析气体种类单一等问题,设计了一种基于红外吸收法的便携式多组分气体分析仪。系统选用新型数字式红外传感器S-Module来采集工业废气中的SO_2、NO等气体,通过相应测量电路把传感器测得到的气体的浓度信息转换为单片机可处理的数字信息,最后利用LCD屏实时显示各种气体的浓度值。试验结果表明:系统可同时检测多种气体的浓度值,具有测量精度高、稳定性以及实时性好等优点。     

Design of a Weak Signal Detecting Circuit in the Infrared Spectrum Absorbed Type Gas Sensor

In the infrared spectrum absorbed type gas concentration sensor,voltage signal obtained from the two-channel thermopile infrared detector TPS2534 is very weak.In order to solve this problem,the authors have established the structure of the sensor and designed weak signal detecting circuit of the sensor based on infrared spectrum absorption principle,differential de-noising principle and weak signal detecting principle.The authors have made experiments using CH4 gas.The results show that the circuit can remove noise effectively and detect weak electrical signal obtained from the detector.     

NOVEL SPECTRUM ABSORPTION OPTICAL FIBER METHANE SENSOR

Based on spectrum principle and analyzing the infrared absorption spectrum of methane, a kind of optical fiber methane gas sensor and its system are developed. DFBLD(Distributed feedback laser diode) in 1 300 nm waveband is used as illuminant and phase-detecting technology is used to cany out harmonic wave detecting the concentration of methane. The sensitivity can arrive at 10-5. Experiments results show that the performance targets of the sensor such as sensitivity can basically satisfy the requests of methane detection.     

基于支持向量机和小波分解的气体识别研究

提出将支持向量机应用到气体种类识别的研究中，并建立小波分解提取特征量和支持向量机识别气体种类的气体定性分析模型。通过小波分解提取半导体气体传感器在温度调制下的动态响应特性的特征量，分别使用不同核函数和不同结构的支持向量机建立判断特征量与气体种类的模型。实验结果说明使用支持向量机进行气体成分定性识别的效果优于同结构的神经网络，且对支持向量机自身结构的选择不敏感，适合于对多组分气体定性分析研究。建立的模型在分辨力为13ppm（对CO）和15ppm（对Hz）的条件下，对单一氢气、一氧化碳及其混合气体的识别率可达98％，适合于工程应用。     

基于C8051F040单片机的红外瓦斯传感器的设计与研究

针对现有煤矿中使用的瓦斯传感器存在的问题,提出了一种以C8051F040单片机为核心的红外瓦斯传感器设计方案.利用气体对红外辐射有选择性吸收的原理来检测瓦斯浓度.并在数据通信方面采用CAN总线方式,提高了数据通信速率和可靠性.     

基于非分光红外技术的低浓度SF6气体检测方法

文中介绍了一种基于非分光红外技术(NDIR)的高灵敏度的SF6气体浓度检测仪,测量范围可达0～50 ppm(1ppm=10-6),精度为0.1 ppm,由于传感器的特殊结构设计,使得其可以定点检测出SF6断路器或者GIS高压开关设备的微量泄露,对于设备的密封性检测有着实际的意义。     

Miniature low-power IR monitor for methane detection

A portable methane gas monitor based on an infrared spectrum absorption principle has been developed using a dual-channel and dual-wavelength pyroelectric infrared detector, active filters around the overtone absorption lines of methane at 3.31 μm, reference filters around the non-absorption lines of methane at 3.93 μm, mid-IR LEDs, a miniature gold-filled cell structure, temperature sensors for gas concentration calibration and compensation, an electrical modulation source, and a highly integrated intelligent controller. A detailed investigation has been carried out to design a low-cost portable IR optical sensor for methane detection that can operate in harsh environments with temperature variations between −10 °C and 40 °C. The infrared detection optics principle used in developing this system is mainly analyzed. A prototype based on this design showed an accuracy of ±0.05%, which meets the technology requirements of lower-power consumption, reduced volume, and wide measurement range.     

基于红外吸收光谱的甲醛气体浓度检测

针对传统甲醛气体检测的不足,基于红外光谱吸收原理,采用差分吸收技术设计了甲醛气体浓度探测系统。该方法对检测的甲醛气体光谱值以及供电电压进行模数转换,通过光学检测系统对甲醛气体浓度进行检测,利用虚拟仪器LabVIEW软件实现数据采集、数据处理及数据存储与回放等功能。具有操作简单,界面直观,人机友好的特点,能对室内甲醛气体浓度进行实时检测。     

Novel method for fabrication of polyaniline-CdS sensor for H2S gas detection

In this paper, we report on the performance of a H₂S sensor based on polyaniline-CdS nanocomposites fabricated by a simple spin coating technique. The nanocomposites showed the sensitivity to H₂S gas at room temperature (300 K). The resistance of polyaniline-CdS nanocomposites showed a considerable change when exposed to various concentrations of H₂S. Maximum response up to 48% was achieved for 100 ppm H₂S for PANi-CdS sensor. Depending on the concentration of H₂S, the response time was in the range of 41 and 71 s, whereas the recovery time was in the range of 345-518 s.