基于非分散红外光谱吸收法的SO2测系统研究

对非分散红外SO2气体检测技术及其运行机理作了系统介绍.分析了非分散红外SO2气体检测的吸光度获取方案及浓度反演方法.以三阶多项式为拟合模型,采用非线性最小二乘法获得了系统的定标曲线.对系统的测量准确度进行了相关分析,得出测量误差＜2％.结果表明,利用非分散红外光谱吸收法能够实现对SO2气体的准确测量,可为其它气体的测...     

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.     

基于气体相关滤波技术的非分散红外CO气体监测系统的研究

介绍了一种有效的测量CO气体浓度的方法一基于气体相关滤波技术(GFC)的非分散红外法(NDIR)，以及该方法在实际测量中的应用．根据该方法设计出新型CO监测仪，实验表明，设计的基于GFC技术的非分散红外CO监测系统在0～200ppm的测量范围内有10ppb的监测精度。     

红外光谱技术在气体检测中的应用

根据气体在红外光谱区的吸收,可以采用红外光谱来检测气体的浓度.本文介绍了红外光谱技术在气体浓度检测方面的应用情况以及国外的研究进展.以甲烷和一氧化碳气体为例,描述了用红外半导体激光器或发光二极管结合红外光谱技术实现的气体探测系统.最后介绍了几种气体传感系统的实例.     

基于AT89C52单片机的室内有害气体监控系统

介绍了基于AT89C52单片机的室内有害气体监控系统的软、硬件结构设计。着重说明了中红外发光二极管作为红外光源的优势;详细介绍了红外气体传感器的工作原理及其在系统数据采集中的应用;AD7896在模/数转换中的运用;最后给出了系统软件设计的主程序流程图。该系统对提高有害气体的检测效率、降低仪器成本,改善室内空气环境具有重要的现实意义。     

气体泄漏红外成像检测技术发展综述

气体泄漏红外成像检测技术以其高效率、大范围、动态直观等显著优势成为气体检测领域的研究热点之一。比较了气体泄漏主动/被动红外成像检测技术的优缺点及其典型技术,重点介绍了国内外较为成熟的具有代表性的气体泄漏被动红外成像系统,特别是被市场广泛接受的应用性产品的技术特点及其采用的气体红外图像处理方法等关键技术。鉴于国内在技术成熟度和市场占有率等方面的不足,全面分析了气体泄漏红外成像检测技术进一步发展的技术方向及存在的问题。     

基于模拟前端的红外二氧化碳气体浓度检测系统

在分析非分光红外气体浓度检测方法的基础上,将传感器模拟前端(AFE)和新型NDIR传感器应用于非分光红外二氧化碳气体浓度检测系统中,相比于传统检测系统,该系统具有精度高、体积小、功耗低和响应迅速等特点。     

乙醇浓度预测的多元线性回归模型建立及验证

设计了由光源、气室、探测器和控制器等组成的非分散红外吸收系统,往气室内通入不同浓度的多组分气体（含有乙醇、二氧化碳和水蒸气）,采用红外光谱仪进行光谱数据采集,得到多组分气体混合光谱图。根据数据集样本求解回归系数,建立了多元线性回归模型,并进行干扰修正以降低二氧化碳和水蒸气对乙醇浓度预测的影响。对建立的多元线性回归模型进行评价,结果表明:模型真实有效且具有良好的线性回归效果,可以用于预测气体浓度,乙醇、二氧化碳和水蒸气浓度预测误差均在可接受的范围之内,其中乙醇浓度预测误差最小,不超过2.0×10-4。通过干扰修正尽可能排除二氧化碳和水蒸气的干扰,能够较准确地预测乙醇浓度。     

傅里叶变换红外光谱技术在多组分烟气在线监测中的应用

烟气排放造成了严重的环境污染,其组分复杂和恶劣的检测环境对在线检测带来极大的困难。介绍了基于傅里叶变换红外光谱技术的烟气多组分在线FTIR监测系统,该系统对烟气气路采用全程180℃伴热方式,并对多次反射池进行高温伴热,解决探测过程中烟气的冷凝和吸附损耗等问题。该系统可用于烟气中二氧化硫、氯化氢、氮氧化物等多种气体浓度的监测。采用该系统与MCS100FT烟气在线检测系统进行实时比对实验,测量结果具有良好一致性。实验表明对抽取烟气进行全程高温伴热方式的FTIR在线监测系统可用于烟气中多种气体浓度的测量。     

工业气体泄漏红外成像检测及差分光谱滤波检测方法研究

以石油天然气为代表的工业气体已深入到人们生活和生产过程中,工业气体泄漏成为当前工业生产、交通运输等领域发生重大灾害的现象之一,同时甲烷排放也成为我国“碳排放”达标战略目标的主要指标,快速有效的气体泄漏检测技术和仪器成为当今国内外研究的重点。随着近年来非制冷红外焦平面探测器性能的提高,其低成本、长寿命和高可靠性能满足工业气体泄漏红外成像检测昼夜连续工作的应用需要,并发展出多种气体泄漏红外成像检测模式。在分析不同工业气体泄漏红外成像检测模式的基础上,设计并研制了基于差分光谱滤波的工业气体泄漏红外成像检测实验系统,分析提出了五个需要重点研究的视频图像处理方法,给出了相关的处理模型或典型处理示例。试验结果表明该成像检测模式具有较高的灵敏度,是一种有效的气体泄漏红外成像检测技术。     

基于NDIR方法的多组分气体检测系统

提出了一种非分散红外多组分气体分析仪的系统设计方案,设计的滤光轮起到了光学滤波和调制光波的双重作用,多次反射池有效地增加了气体的吸收光程,分析仪使用一个探测器就能完成多种气体的测量。综合考虑光源辐射强度、滤光片透过率及探测器响应能力的影响,通过理论分析计算与实验研究,获得了各通道理想的零气背景信号。对分析仪进了浓度定标,各目标滤波通道的定标拟合相关系数均在0.998以上。将分析仪的实际测量值与标准值进行比较,各种气体的测量相关系数均在0.99以上。     

可用于探测大气CO2垂直廓线的无线传感系统

大气CO2是一种温室气体,在气候变化等领域起着关键作用。基于NDIR技术研制了可用于探测大气CO2垂直廓线的无线传感系统。系统采用电调制型的红外辐射光源、双通道探测器并结合超低功耗单片机实现大气CO2信号的采集与控制。提出采用调制信号周期内扣除信号起伏与背景噪声的方法,使得本系统具有0.29%的相对测量误差。通过分时工作的方式解决了数字式无线电探空仪中高频发射机对CO2检测电路运算放大器的电磁辐射干扰,进而实现了气象探空仪与小型化的CO2探测系统的高度集成。通过与地面LI-COR LI7500对比分析,两者表现出较好的一致性,24 h测量数据的相关性达0.89,表明所研制的探测系统的稳定性与准确性。为实现大气CO2垂直廓线的探测提供一种选择。     

基于神经网络和傅里叶光谱分析的易制毒混合气体检测方法

易制毒气体识别对于抑制毒品流通具有重要作用,但目前关于易制毒气体浓度检测的研究还不成熟。针对易制毒混合气体检测的问题,通过采集傅里叶红外光谱信息建立了反向传播(Back Propagation, BP)神经网络模型。以乙醚和丙酮的混合气体实验为例,对BP-傅里叶红外变换光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)模型进行了验证和分析。结果表明,利用BP-FTIR吸收系统采集的多组分混合气体的光谱数据的总体回归R值为0.99273,相关性强。在混合气体测试中,乙醚气体的最大预测误差为28 ppm,丙酮气体的最大预测误差为11 ppm,总体预测误差较小,说明该模型能够较好地预测乙醚丙酮混合气体的浓度。因此,神经网络模型对多组分易制毒气体进行浓度反演的预测结果精度较高,本研究也为易制毒及其他混合气体检测提供了新的思路。     

基于GWO-BP神经网络补偿的SF6红外气体传感器

为实现电力系统中SF 6气体的有效监测与控制,本文基于非色散红外原理(NDIR),设计了一种SF 6气体传感器。但是,在实际的测量中,环境的温度与气压差异性容易影响SF 6气体浓度检测装置的检测精度,因此需要采取适当的方法消除环境引起的测量误差。本文采用灰狼智能优化算法—误差反向传播(GWO-BP)神经网络对环境温度与气压变化引起的测量误差进行了补偿,并与其他补偿方法作了比较。分析得出:进行补偿后的浓度数据在0~2000 ppm范围内误差为±15 ppm,满量程误差为0.75%FS,有效提升了传感器的测量精度与稳定性。相较于电路补偿法,该方法有更高的测量精度,并且降低了传感器的体积和成本。     

A MINI MULTI-GAS DETECTION SYSTEM BASED ON INFRARED PRINCIPLE

To counter the problems of gas accidents in coal mines, family safety resulted from using gas, a new infrared detection system with integration and miniaturization has been developed. The infrared detection optics principle used in developing this system is mainly analyzed. The idea that multi gas detection is introduced and guided through analyzing single gas detection is got across. Through researching the design of cell structure, the cell with integration and miniaturization has been devised. The way of data transmission on Controller Area Network (CAN) bus is explained. By taking Single-Chip Microcomputer (SCM) as intelligence handling, the functional block diagram of gas detection system is designed with its hardware and software system analyzed and devised. This system designed has reached the technology requirement of lower power consumption, mini-volume, big measure range, and able to realize multi-gas detection.     

基于谐波的红外激光调制光谱特性研究

基于谐波检测的调制光谱技术可以实现气体浓度的高灵敏检测,而最佳分析性能的实现依赖于系统调制参数的优化。研究了基于谐波的红外激光调制光谱信号特征,分析了调制参数与谐波特性的对应关系,针对典型的红外半导体激光光谱气体检测系统开展了实验研究与验证分析,获取了不同调制信号电压的谐波信号特征,分析确定了系统最佳调制参数。