用于吸油烟机气味降低度实验的传感器特性研究

介绍了TGS822型MOS传感器对丁酮的反应机理,分析了将该传感器应用于吸油烟机气味降低度实验的可行性。设计实验室内的模拟厨房检测系统,并进行了丁酮气味浓度上升与下降过程中传感器响应实验,绘制出传感器对丁酮的标准灵敏特性曲线。针对传感器个体间存在的不一致性,提出了依靠标准曲线上各浓度间线性关系的比例校正方法。随后建立了...     

丁酮烯醇钠分子结构性质及合成的理论研究

丁酮烯醇钠是合成4,4-二甲氧基-2-丁酮的中问体.本文采用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31G水平上给该化合物分子的几何构型全优化计算和振动分析,并在同一计算水平上采用scRF(PCM)模型比较合成标题化合物过程中的主副反应.结果表明:丁酮烯醇钠接受电子的能力较强,化学反应活性较高,但在甲醇中溶剂化效应减弱了羰基上碳原子的亲电性.气相计算的红外光谱与实验结果基本吻合.根据理论计算推测影响合成反应的主要因素与实验结果一致.     

高湿状态下烟道气二氧化硫气体监测仪的设计

针对高湿状态下SO2气体浓度难以测量的问题,设计了一种监测仪器。通过原位检测装置还原烟道气内气体状态,经粉尘过滤、烟气气化及原位检测,利用紫外差分光学吸收光谱( DOAS)技术准确测量SO2气体浓度。测试结果表明,采用该仪器测得的SO2气体浓度符合脱硫设施的运营规律,解决了高湿状态下难以准确测量SO2气体浓度的问题。     

无线可燃气体检测系统设计与实现

可燃气体检测仪器是安全生产的重要保证,但目前市场上此类仪表大多为有线仪表,相对无线仪表而言,存在安装不便、限制使用范围等缺点.简要介绍了3个目前工业界热门的无线通信技术——ZigBee、无线HART和WIA-PA.在此基础上简要分析后,提出使用ZigBee无线通信技术,设计了基于ZigBee无线通信技术的无线可燃气体检...     

煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统设计

目前井下危险气体巡检机器人大多采用升降机构或固定探头的形式进行气体环境感知,对机器人的行驶灵活性产生了影响,且受机器人本体结构的限制,大多数巡检机器人只能检测到传感器安装范围内的局部气体环境信息,缺乏针对巷道任意截面空间内的气体浓度检测。针对以上问题,设计了一种基于气体扩散模型的煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统。该系统以气体扩散理论为基础,结合煤矿巷道气体环境特点,引入巷道壁帮围岩、风速、气体扩散系数对煤矿巷道气体扩散模型的影响,采用虚拟像源法和遗传算法优化BP神经网络智能算法建立了巷道气体扩散优化模型。通过传感器检测系统获取巡检机器人在行进过程中任意点的气体浓度等环境信息,代入气体扩散优化模型求解最优气体扩散系数,通过输入巷道某点坐标位置,可计算求解相应点的气体浓度分布情况,随着巡检机器人的移动,可获取其路径中不同巷道截面上气体浓度分布数据。实验结果表明,该系统能够解算出符合检测误差要求的巷道任意截面上任意点的气体浓度,并实现动态实时检测;克服了传统煤矿巷道气体检测方法的局限性。利用巡检机器人取代人工巡检作业,为煤矿井下气体智能检测提供了一种新思路与新方法。     

湍流烟羽环境下多机器人主动嗅觉实现方法研究

给出了一种用于实现主动嗅觉(也称气味/气体源定位或化学烟羽跟踪)的多机器人协同搜索策略. 将蚁群算法与逆风搜索相结合用于协调多机器人的运动方向. 蚁群算法可有效调动机器人朝信息素高的区域运动且保证机器人之间的距离不会过大; 逆风搜索可降低算法过早地陷入局部最优的概率. 为正确判断转移方向, 蚁群算法中还增加了对历史信息的考虑. 在源头确认方面, 本文提出了气味/气体浓度持久性判断结合机器人旋转计算流体质量通量散度的方法. 仿真表明, 本文的主动嗅觉搜索策略可适用于湍流烟羽环境, 且可有效地逃脱浓度局部最优和风场的漩涡, 另外可最终确认源头位置.     

煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究

目前煤矿井下气体检测设备常因交叉干扰造成误报警甚至不报警,存在安全隐患,且现行国家或行业标准并未对气体交叉干扰提出明确的评判方法。针对上述问题,结合煤矿井下实际的环境气体类型和体积分数阈值情况,采用理论分析和试验验证相结合的方法研究了基于催化燃烧、激光和电化学3种常用原理的气体检测设备的交叉干扰机理和交叉干扰特性,设计并进行了交叉干扰试验。结合现行标准中气体检测设备误差试验通用方法,提出了基于煤矿井下特殊气体环境的气体检测设备交叉干扰评判方法：采用试验方法对气体检测设备交叉干扰特性进行评估,通入交叉干扰气样,计算气体检测设备的交叉干扰值,并与设备最高精度比较,从而判断非目标气体是否对气体检测设备造成交叉干扰影响。试验结果表明：气体检测设备交叉干扰影响普遍存在,在煤矿井下特定气体环境条件下,基于催化燃烧原理的甲烷检测设备易受硫化物和氢气干扰,应避免长时间在含有硫化氢或二氧化硫的气体环境中使用,以免造成催化剂中毒或抑制,影响测量精度;基于激光原理的甲烷和乙炔检测设备基本不受煤矿井下常见气体干扰,可以不进行交叉干扰试验,基于激光原理的乙烯检测设备易受甲烷气体的影响,经交叉干扰评判合格的,可以...     

坑道有害气体检测报警技术的研究

有害气体检测报警仪采用化学过滤吸附技术消除其它气体对传感器的干扰、单片机微处理器进行数据采集和处理 ,具有定时和不定时打印测量结果及 90 %预报警功能。仪器质量轻、体积小 ,使用方便 ,适合于空气中有害气体CO、H2 S、NH3 、NO2 、SO2 的测量     

光纤气体传感检测系统在油气储运中的应用研究

介绍了油气产品加工、输送及存储各环节中进行可燃气体检测的重要意义,比较了几种可燃气体传感器的优缺点;根据气体对近红波段光谱的吸收特性,设计了基于光谱吸收原理的光纤气体传感器及其检测系统,利用谐波检测原理进行信号分析,有效避免了由于光源能量波动、线路损耗、端面污损等原因引起的光强波动对检测结果的干扰;系统检测精度高、反应灵敏,系统使用过程中无需二次校准,维护简单,通过标准通信光缆进行传感器连接,可构建以检测仪器为中心,覆盖半径20公里的准分布式检测网络。     

多参数气体检测设备数据处理研究

常用的单气体测量设备只能检测单一气体,进行多参数测量是发展的趋势。该文就多参数检测设备中,传感器信号数据的处理方法做了分析和研究。采用多传感器信号矩阵运算去除气体交叉干扰;针对传感器信号输出非线性的特性,使用最小二乘法进行传感器输出特性曲线的拟合。将上述方法应用到多参数气体检测设备上,进行了相关实验。结果表明,该方法提高了多参数气体检测设备的精度和抗干扰性。     

一种高精度可燃气体检测报警器设计

利用半导体可燃气体传感器MQ-2设计了一种可燃性气体体积分数检测报警器,由可燃性气体传感器、模/数转换电路、单片机、显示电路、声光报警电路等组成.传感器MQ-2将气体体积分数转换为电压信号,送A/D转换电路,转换后的信号送STC89C52单片机,单片机经过处理后控制显示单元显示气体体积分数,同时控制驱动报警电路实现声光报警.实验表明:该检测报警器对异丁烷、甲烷、天然气等可燃性气体检测精度达到了0.01％,具有检测性能稳定、线性度好、电路简单、成本低、小型化、便于调试等特点.     

煤矿瓦斯气体的光声光谱检测研究

煤矿瓦斯(CH4)是一种可用于诊断煤矿安全生产的特征气体。光声光谱技术是一种新型的气体检测技术,具有选择性好、灵敏度高、动态监测范围大、不消耗被测气体等优点,能很好地应用到CH4气体的在线监测。基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种用以检测CH4的光声光谱装置,利用该装置研究了气体光声信号与CH4浓度、温度、斩波频率、激光功率、背景气体、以及压强之间的关系,并测得甲烷在2ν3带的R(3)支的光声光谱。     

采用热导传感器检测气体浓度的新方法研究

为了克服传统热导传感器气体检测方法的诸多缺陷,提出了一种使传感器保持在恒温状态的气体浓度检测的新方法.介绍了该方法的检测原理,并根据传热学理论证明了该方法的可行性.理论与实践表明,该方法具有许多传统检测方法所不具备的突出优点,具有良好的应用前景.     

光纤CO气体检测系统的研究

基于CO气体的光谱吸收特性,设计了一种带有参比气室的光纤CO气体在线实时检测系统。采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和探测器的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度。给出了该光纤CO气体检测系统的实验结果,结果表明：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。     

瓦斯抽采钻孔漏气通道检测装置研制及应用

瓦斯抽采钻孔孔周裂隙和封孔段空隙通道是造成钻孔漏气失效的主要原因。为有效检测钻孔漏气通道,基于管流流体力学理论和漏气检测判别方法,研制了瓦斯抽采钻孔漏气通道检测装置。通过检测不同钻孔深度气样参数并分析其分布规律和突变情况,确定抽采钻孔失效原因和漏气通道位置;检测装置采用高稳压阻式压力传感器、激光甲烷传感器和荧光氧气传感器实现抽采负压、瓦斯浓度和氧气浓度检测,并采用1.5 m/节快接式25 mm薄壁不锈钢管作为取气管件,钻孔检测深度达30 m。现场应用结果表明,抽采管段检测参数变化稳定,说明抽采管未发生破损或接口漏气等,抽采管密封效果较好;在封孔段,距孔口9~18 m范围内存在多处不同程度的突变点,最大漏气通道在距孔口9~12 m范围内,说明原封孔深度不足,原封孔工艺无法有效密封漏气通道。将封孔深度增加至12 m,并采用“两堵一注”带压注浆封孔工艺,进行对比试验,结果表明,改进后试验钻孔整体抽采效果大幅改善,孔口瓦斯体积分数提升至55%以上,在距孔口12 m以深范围内瓦斯体积分数变化稳定,氧气体积分数近乎为0,漏气通道减少。试验结果验证了瓦斯抽采钻孔漏气通道检测装置能够有效检测漏气通道,为有针对性地调整封孔方式和相关参数及后续改进工作提供依据。     

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。     

基于恒温谐波检测双回路瓦斯浓度仪研究

针对传统气体传感器检测范围窄、易中毒、使用寿命短等缺陷,提出基于恒温谐波检测的双回路瓦斯浓度检测系统。通过ATMEGA16实现低浓度的电化学检测电路切换高浓度的红外吸收检测电路,恒温惠斯通电阻电桥检测电路可减少温度场对传感器性能影响;应用谐波检测原理消除红外光路干扰,稳定光源的输出功率,提高灵敏度。利用拉格朗日插值定理进行温度补偿,可消除温度漂移带来的瓦斯浓度二值性问题,并能在5.3%瓦斯浓度处实现高精度的瓦斯爆炸预警。实验结果表明：双回路检测仪具有高灵敏度、测量范围广、精度高等特点,可应用在突出灾害时瓦斯大量涌出检测中。     

基于多通道声发射检测系统的管道气体泄漏位置定位方法研究

为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置。在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相对位置来模拟泄漏孔位置的变化。采用小波去噪和滑动平均滤波方法对所采集的泄漏信号进行了处理,利用互相关算法求取了各传感器之间的延迟时间,进而基于时间差提出了泄漏孔的定位算法。实验结果表明模拟管道上泄漏孔的定位结果相对误差低于4.0%,该系统对泄漏位置的定位精度满足行业标准和国家标准的要求。通过优化设计声发射信号的采样频率、管道材质、管道壁厚和传感器端面面积等能够进一步提高定位的准确度。     

利用分布式光纤传感技术检测天然气管道泄漏

简述了基于Sagnac光纤干涉仪原理的天然气管道泄漏检测系统理论模型和实验系统,并对系统的性能进行了理论分析和实验研究,实验结果与理论分析相吻合,表明该系统可以实现对天然气管道的泄漏检测及定位。