红外甲烷传感器光学气室设计

介绍了红外甲烷传感器光学气室结构设计原则,推导出该光学气室的最优光程长度为60mm,通过测试得到该光学气室直径为10～30mm时红外甲烷传感器的响应速度较快,从而确定该气室直径为20mm;采用RCS2000(A)自动配气系统对基于该光学气室的红外甲烷传感器进行了实验测试,结果表明,该光学气室具有一定的可行性和较高的灵敏度。     

反射式红外甲烷传感器气室设计

设计给出一种稳定性好、灵敏度高的反射式红外甲烷传感器气室设计过程与测试结果。红外甲烷传感器基于色散型红外吸收光谱法的原理,利用非分光红外探测技术过滤甲烷气体的特征波长以外的光线,再采用双通道补偿技术对气室内部的甲烷气体体积分数进行检测。气室是红外探测器、传输光路、红外光源集成装配体,其结构和性能对器件性能至关重要。气室内壁设计成镀金的旋转抛物面,红外光经抛物面反射成近似平行的光束,该红外光束在气室内部传播过程被气室底盖反射到探测器,增加了甲烷气体的吸收光程,起到了提高气室的灵敏度的作用。设计完成后,经过甲烷环境的测试,反射式气室的稳定性、灵敏度、反应时间等都有良好的表现。     

光程可调吸收气室气体传感器研究

光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构,并利用TracePro软件对气室进行了光学仿真设计和分析,确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行了研究。通过调试和实验测量,结果表明：气室光程可在0.8～30 m范围调节,完全可应用于低浓度气体（对应长光程气室）和高浓度气体（对应短光程气室）的检测。     

几种常见气体传感器的研究进展

气体传感器日渐发展,其应用的范围越来越广,特别是在环境质量检测和工业生产过程安全检测、保障人民的生命安全等方面越加广泛.简要介绍了各种气体传感器的工作原理,并对常见几种有毒性气体(一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮化物)和可燃性气体(氢气、甲烷)的各种类型传感器的研究进展和工作机理以及敏感材料进行了介绍,同时对MEMS工艺制作气体传感器进行了展望.     

微型双气体红外传感器的设计与实现

基于朗伯—比尔吸收定律,利用非分光探测技术设计了双气体红外传感器。设计的红外传感器可以检测CH4和CO2。重点介绍了稳定性好、灵敏度高的反射式气室的设计。该气室对红外光源和红外探测器的位置进行了合理的布局,实现了传感器的微型化设计。经过测试,在CH4和CO2气体体积分数较低的范围内,反射式气室红外传感器的最大测量误差仅为±0.05%。     

基于AT89S51的多参数气体检测仪的研制

本文介绍了基于AT89S51单片机的多参数气体检测仪的设计和实现方法.利用电化学传感器和红外气体传感器,可同时检测氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、甲烷等5种气体在空气中的含量,并具有超限报警、显示、打印等功能,可广泛应用于环境监测、卫生防疫、劳动保护、易燃易爆和安全生产等领域,具有一定的应用价值.     

红外甲烷传感器直射式气室设计

针对采用反射式气室的红外甲烷传感器测量误差较大的问题,基于红外光谱吸收原理,利用非分光探测技术设计了一种新型直射式气室。该气室采用硅半导体片状红外光源、双通道红外探测器及一定长度的气室中腔,选用GaF2作为光源及探测器的视窗材料,搭配外部电路实现对CH4体积分数的监测。0～2.5%CH4体积分数范围内的测试结果表明,采用直射式气室的红外甲烷传感器最大测量误差仅为±0.05%。     

肺癌呼吸气体检测系统的气室设计

基于卟啉传感器阵列(PSA)的肺癌呼吸气体检测系统是通过采集处理PSA芯片表面图谱信息来对人体呼吸气体进行定性检测,达到早期肺癌诊断的目的。检测过程中,PSA芯片能否与气体分子快速、均匀结合将直接影响气体检测系统的准确度。以系统中PSA芯片与肺癌呼吸气体反应的气室为研究对象,借助CFD专用软件FLUENT对气室进行流场仿真结构优化,在气室理论模型的基础上,进行了气室实物制作,结果表明:通过采用抛物线形气室内腔、安装导流板、减小分流孔通径、适当加大分流孔倾斜角度等优化方案后,气室内呼吸气体呈层流流动状态,流场更加均匀、密集,能达到检测系统中PSA芯片与呼吸气体分子快速、均匀结合的要求。     

近红外光谱吸收法检测油气田中H2S体积分数

基于四川地区油气田高含硫现象,提出一种新型系统利用红外光谱吸收测量法检测H2S气体体积分数,有效解决传统气体检测技术中的杂质气体干扰和传感器中毒的问题。设计了一种新型气室,增强了气体对光的吸收,并有效降低了环境温度、灰尘、震动等因素对检测的影响。由于使用LED作为光源,降低了使用中的成本,使该系统的实际应用成为可能。实验结果表明：该系统的测量灵敏度可达10×10^-6,误差始终控制在2％以内,具有很高的稳定性。     

锁相放大技术在光学式甲烷气体传感器中的应用

设计了一种基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱的光学式甲烷气体传感器,传感器针对甲烷气体位于1653.722nm处的吸收谱线,应用锁相放大技术提取微弱的一次谐波幅度信号,实现对气体浓度的测量。重点分析了在光学式甲烷气体传感器中应用锁相放大的原理及关键技术。结果表明该传感器响应时间为10s,测量精度可达0.02%VOL。     

新型非色散红外三组分气体分析仪的研究

为了克服传统的红外气体分析仪现存诸多问题,采用非色散红外气体分析的原理,对一种新型三组分气体分析仪的关键技术进行了研究,诸如四元热电堆红外探测器、锁定放大电路、MSP430超低功耗单片机、LCD显示模块等先进技术.该新型非色散红外三组分气体分析仪能快速实现同时对CO、CO2、CH4等三种气体的连续自动分析,将会具有广阔的应用前景.     

Cerium oxide/SnO2-based semiconductor gas sensors with improved sensitivity to CO

SnO₂-based semiconductor gas sensors have been successfully fabricated and tested for detecting carbon monoxide and methane. The sensitivity and selectivity of the sensors are tailored by incorporation of different additives such as platinum and cerium oxide. While platinum enhances the sensor response to CH₄, ceria suppresses its sensitivity in favor of carbon monoxide. The effect of operating temperature on the performance of sensors is reported. Addition of 10% cerium oxide in the SnO₂ sample leads to an insignificant response to methane even at an elevated temperature of 450°C, while its response to CO remains intact.     

基于单片机的一氧化碳传感器的设计

煤矿安全生产监测和监控系统中经常要监测一氧化碳气体的浓度,以往采用的软硬件设计方法在信息技术迅速发展的情况下已经显示出低性能,为了改进落后的传统设计方法,文中提出较为先进的设计理念和方法;以C8051F005单片机为核心,采用SureCell-CO(M)敏感元件、微弱信号放大器、红外遥控接收芯片以及DS18B20温度传感器等组件,设计了一个一氧化碳传感器;C8051F005单片机将采集的CO气体电信号经数据处理后送数码管显示,并比较输出报警信号。通过实验,该一氧化碳传感器参数设定方便、精度高、稳定性好,由此充分体现了C8051F005单片机强大的功能,一氧化碳传感器采用C8051F005单片机设计简单,抗干扰能力强,易于实现。     

非色散性智能红外瓦斯传感器的研究

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。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。详细介绍了红外吸收气体检测原理、脉动光源与热电探测器信号的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器系统的软硬件设计方案。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。     

基于红外光学原理的便携式甲烷报警仪

提出了基于红外光学原理的便携式甲烷报警仪的设计方案,详细介绍了报警仪的硬件电路设计、软件设计、光学气室结构、外形结构设计及标定技术。该报警仪采用红外光源、高精度干涉滤光片一体化热释电探测器和单光束双波长技术,配合镀金膜气室实现对CH4等气体的实时检测,具有不易老化、响应快、灵敏度好、性能稳定、抗干扰能力强等优点。     

A MEMS-based low pressure, light gas density and binary concentration sensor

A new MEMS-based density and binary gas concentration sensor is discussed. The micromachined sensor is made using a resonating silicon tube. Gas density and concentration test data over pressure for air, hydrogen, nitrogen, argon, methane, carbon dioxide, sulfur hexafluoride and gas mixtures are presented. The measurement of the density low pressure (101-400 kPa) hydrogen is demonstrated. Coupling binary gas concentration and density measurements of low pressure, light gases like hydrogen and methane opens up new sensing applications like fuel cells, energy management, chemical and semiconductor processing.     

新型光学谐振腔甲烷传感器的研究

基于甲烷气体光谱吸收的原理,设计了一种高精度双波长单光路检测甲烷气体体积分数的检测系统,该系统用多次再入射光学谐振腔作为甲烷气体吸收腔,入射光线在气体吸收腔内的多次反射增加了与甲烷气体发生吸收作用的光程长度,极大地提高了检测精度,而且由于光点的分散分布特性,使该系统又具有很好的散热性,不会引起热量的累积,有利于甲烷气体...