新型非分光红外CO2气体浓度分析仪的开发与研究

本文在分析红外检测技术与Lamber-Beer定律的基础上,将电调制光源和新型传感器应用于CO2气体浓度检测仪器中,设计了一种双通道一体化的新型非分光红外CO2气体浓度分析仪.重点介绍了该分析仪的调制光源、气室、传感器及其信号采集、处理电路的设计,并通过后期实验的测试,验证了设计方案的可行性.该分析仪具有精度高、稳定性好、体积小、响应迅速等特点.     

用于火灾探测的非色散红外吸收气体传感器

基于朗伯—比尔吸收定律建立了便携式非色散红外气体传感体系，并成功的应用于火灾现场生成气体的实时检测。该体系利用直接电调制的红外辐射源、窄带薄膜干涉滤光片和高灵敏度的TGS热释电红外探测器，很大程度地降低了系统的成本和体积，提高了探测灵敏度。通过对CO、CO2、NH3和SO2四种火灾现场燃烧生成气体在不同浓度状态下的测量，证明系统对所测气体可以达到了几十个微量级的探测极限，响应时间均小于20s，具有较好的稳定性，能够满足一定的测量要求。     

智能红外多组分气体分析仪

针对传统红外气体分析器存在的问题,研制了一种分光型红外多组分气体分析仪.该仪器基于Lambert-Beer定律,采用光学传感器阵列技术与虚拟仪器技术,同时可探测3种气体.通过更换光学滤光片组件模块和设置相应虚拟仪器软件参数,可测量SO2、CO2、CO、NO、CH4、C2H4等30多种气体.该分析仪具有成本低、维护方便、结构可靠、功能用户自定义等特点,有广阔的应用前景.     

基于GA-BP神经网络的红外CO2传感器湿度补偿研究*

为了提高红外CO2气体传感器的探测灵敏度和精度,首先研究了不同镀膜对非色散扁锥腔CO2气体传感器的红外吸收效率和灵敏度的影响.然后搭建了湿度实验平台,着重研究了环境湿度对气体浓度测量结果的影响.最后,采用遗传算法优化的BP神经网络算法(GA-BP)对传感器进行了湿度补偿.实验结果表明:在室温条件下、0～2000×10-6浓度范围内,镀金腔体的CO2传感器具有更高的红外吸收效率和灵敏度;在40％～80％湿度范围内,CO2气体传感器的测量误差与相对湿度密切相关,最高误差达645×10-6.采用GA-BP算法数据融合补偿后,传感器湿度漂移得到了较好抑制,整体平均误差小于±110×10-6,表明CO2气体传感器的测量精度得到了大幅提升.     

多成份同时测定的非色散红外分析仪

本文简要介绍了近红外区的非色散红外多成份分析仪的特点、工作原理和结构等,并就这种分析仪在农产品多成份同时快速测定和气体多成份分析中的应用作了说明。     

红外吸收型CO_2气体传感器的设计

根据CO2气体的吸收光谱,基于比尔朗伯定律,设计了一种易于实现的红外吸收型CO2气体传感器。它采用单束双波长非发散性红外测量方法,对CO2气体实现了高精度、高选择性的检测。该传感器结构简单、外形尺寸小、性能稳定、抗干扰能力强,具有广阔的应用前景。     

新型扁锥腔红外CO2气体传感器系统研究

为提高红外CO2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明：在25℃环境中,传感器能够准确检测出0-2000 ppm量程范围内的CO2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。三组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。     

非分光红外二氧化碳浓度测量仪的研究

介绍了一种非分光红外(NDIR)CO2浓度测量仪。从红外辐射与红外吸收的基本原理出发,以双通道气体吸收模型为基础,结合传感器技术,完成了以CO2浓度检测功能为核心的理论分析;围绕红外光源和红外探测器设计了驱动电路和信号处理电路,并把传感器安装在受保护的光路系统中;并且根据实验所得数据改进了浓度计算方法。     

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。     

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。     

防爆型2100C过程总有机碳分析仪在水中油监测的应用

论述了2100C过程总有机碳分析仪紫外催化与化学动力氧化，载气抽提，非色散红外分析流程的工作原理和基本结构，给出了防爆区域循环冷却水中微量油泄漏连续监测的典型应用。     

基于相关滤波技术的SO2气体浓度监测系统设计

介绍一种基于相关滤波技术的非分散红外SO2气体浓度测量方法.该方法是在相关运算原理和SO2红外吸收特性基础上,结合相关检测和气体滤波技术,有效解决了近年来空气中SO2污染严重且在非分散红外SO2检测系统中噪声干扰大的问题,实现了对微弱光信号的调制和检测,并实现了新型SO2浓度监测仪的设计.试验表明,系统有10(-6)的检测灵敏度.     

基于工业以太网的非分光红外气体分析器设计

为解决传统红外气体分析器稳定性差、测量精度低等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的新型气体分析器。重点介绍了该气体分析器的电调制红外光源、热释电红外检测器、光/气路结构、信号调理电路及其嵌入式实时监控系统的设计。利用以太网控制器CP2200设计了工业以太网接口,通过以太网接口能够快速准确地发送测量和报警信息。实验结果表明:该红外气体分析器响应快速,测量精度高,稳定性好,具有很高的实用价值。     

基于曲面拟合的NDIR单通道CO2气体传感器快速标定算法

为了提高非色散红外(NDIR,Non-Dispersion Infrared)二氧化碳(CO₂)气体传感器的标定效率,提出一种针对NDIR单通道CO₂气体传感器的高效快速标定算法。首先采集m个传感器节点在不同温度、不同浓度下对应的电压值;然后对于每个节点,将它的数据点(温度,浓度,输出电压)进行曲面拟合,拟合后的曲面作为候选曲面;测量待标定传感器的6个在不同温度、不同浓度下对应的输出电压数据点,选择一个与这6个数据点最优匹配的曲面,以此作为待标定传感器的标定曲面。实验结果表明,算法标定准确性和可靠性高,按照5%+50×10^-6的精度,算法标定的数据合格率达到99%。     

一种高灵敏度快速CO_2/水汽分析仪设计

CO2和水汽通量是全球碳循环和水循环的重要特征参数,而碳水通量测量难点在于需要精度高、频率响应快的气体传感器。基于DSP与CPLD作为核心控制与处理模块,设计了一种非分光红外CO2/水汽分析仪。通过与标准气体对比,CO2相对偏差为1.638 mg/m3,精度可达到1×10-6;水汽相对偏差为5.39 mg/m3,精度可达10×10-6。同时,与商业仪器进行了对比测量实验,气体浓度值基本一致,结果表明:该仪器能够准确测定CO2,水汽浓度。     

红外多气体传感器设计

针对甲烷、二氧化碳和一氧化碳三种气体的同时检测,设计出一种红外多气体传感器.该传感器将探测器和红外光源集成在光学气室内.在对气室进行设计时,首先确定气室高度为25 mm,随后通过计算和软件仿真分析确定气室的半径为10 mm.设计完成外围电路并对传感器进行测试,结果显示:对甲烷、一氧化碳和二氧化碳的检测范围可达到(0~40 000)×10-6.     

汽车油耗智能快速测试系统的开发

介绍了测试系统,阐述了碳平衡法的油耗计算模型.针对现有汽车综合性能检测站开展油耗检测存在的问题,建立了碳平衡法汽油车油耗测量模型及测量系统.运用模块化的理念设计了用于稀释排气流量智能刹量的锥形流量计和用于稀释排气成分浓度智能测量的气体分析仪.采用变频器调节电动机的转速来实现排气流量稀释系数的自动调节.使用Visual ...     

矿用红外一氧化碳浓度测试仪的设计研究

基于红外吸收气体检测原理设计了一款矿用红外一氧化碳气体浓度测试仪。该测试仪以AT89C52单片机为核心,实现控制和数据处理,采用双光源双探测器光路结构,对杂质气体和粉尘进行补偿。介绍了滤波放大、A/D转换、红外遥控、声光报警、无线收发、稳压电源等模块的设计。该测试仪的稳定性和测量精度较高,使用寿命较长,适用于煤矿等恶劣工业环境现场的一氧化碳监测。     

基于神经网络的虚拟气体分析仪设计

针对在进行红外二氧化碳气体分析时易受温度漂移等影响造成结果不准确的特点,文中提出利用神经网络技术进行红外二氧化碳气体分析,以提高分析的准确性,同时利用虚拟仪器开发平台Labwindows/CVI进行虚拟红外二氧化碳气体分析仪的开发设计.     

基于ARM的便携式烟气分析仪

在分析了国内外便携式烟气分析仪现状的基础上,由于不同气体对紫外线光源的吸收以及对紫外线光源最佳吸收波段的不同,该烟气分析仪通过采用光谱分析的方法对气体的浓度进行精确测量,克服了传统电化学传感器寿命和交叉干扰等缺点;系统将气体首先通过紫外光源进行对其吸收,然后将气体吸收过的紫外线光源传送给微型光谱分析仪,光谱分析仪将通过特殊电路将光谱信号转化为电信号传送给ARM处理器进行数据处理以计算出气体浓度,并通过LCD显示屏显示;经测试,烟气分析仪测量气体浓度的结果在2%精度之内,体现了嵌入式系统便携式、智能化、高精度、微型化的特点。