抗中毒载体催化传感器的研究

分析了载体催化传感器H_2S中毒失活的本质以及抗H_2S中毒的常用方法.通过实验,发现了载体催化传感器H_2S中毒的规律,提出了载体催化传感器抗H_2S中毒的3种策略:即在载体中加入适量抗毒稳定剂;在不使传感器发生热激活前提下,适当提高传感器的工作温度,破坏元件中毒的物理条件;严酷条件下的老化和预中毒.研制出了高性能的抗H_2S中毒的载体催化传感器.

风流对催化传感器动态响应的影响

动态响应速度是催化传感器的一个重要性能指标。文章基于Fick扩散定理建立了在风流中瓦斯向催化传感器扩散速度的数学模型,并通过实验研究了风流对催化传感器动态特性的影响。研究结果表明,催化传感器的风流速度以及进气口与风流方向之间的夹角是影响催化传感器动态响应的重要因素,影响规律为随着催化传感器的进气口与风流方向之间夹角角度的增加,催化传感器的响应时间增加,响应速度减慢,响应输出值降低;随着风流速度的增加,催化传感器的响应时间减小,响应速度加快,响应输出值增加。

基于RBF神经网络的单一催化传感器检测混合气体研究

根据催化传感器在不同的工作温度下具有不同气体检测灵敏度的特点,提出基于恒温检测与RBF神经网络的单一热催化传感器检测可燃混合气体的新方法。采用动态学习算法的RBF神经网络建立了多种可燃气体分析的数学模型。通过对甲烷,一氧化碳和氢气三种气体混合的样本进行实验,结果表明所研究的方法可以较好地实现单一催化传感器对多种可燃混合气体的分析。

催化传感器对可燃混合气体的分析

催化传感器对不同可燃气体或在不同的工作温度下有不同的输出灵敏度,根据这一特点控制催化传感元件的工作温度,检测可燃混合气体在不同工作温度下的输出信号,由催化传感元件的静态热平衡关系,得出信号与混合气体中各种可燃气体浓度相关的方程组,由于输出信号与气体浓度的关系是非线性的,故采用人工神经网络进行训练,建立了分析多种可燃气体的数学模型.通过对甲烷,丁烷和乙炔3种气体混合的5组样品进行实验,分析结果的绝对误差均小于0.5%,证明所研究的方法可以较好地实现单一催化传感器对多种可燃混合气体的分析.

采用脉冲供电的催化传感器的工作性能研究

针对煤矿瓦斯监测系统中催化传感器功耗高的问题,提出了采用脉冲供电方式对传统供电方式进行改进的方法。分析了载体催化元件的工作特性和脉冲供电原理;通过实验研究了不同CH_4浓度的标准气样下,供电脉冲频率、脉宽(即占空比)与传感器灵敏度之间的关系。实验结果表明:和普通催化传感器相比,采用脉冲供电的将会很大程度上降低催化传感器的功耗,延长便携式设备的生命周期;同时,分析得到采用脉冲供电的可行性和最佳频率。

TiO_2光催化传感器的制备及其在化学需氧量测定中的应用研究

该文采用溶胶凝胶法制备了TiO_2薄膜电极,并首次提出了一种基于TiO_2膜电极/溶液界面电荷传递的化学需氧量(COD)的测定方法。以葡萄糖为响应底物,考察了TiO_2薄膜电极的光催化行为,结果发现该传感器的光电流信号与COD值在0.5～235mg/L范围内有很好的线性响应,相关系数为0.9998。该方法具有测试速度快,不需有毒、昂贵试剂,以及便于实现自动化等优点,有着广阔的应用前景。

基于催化传感器可燃混合气体智能分析系统

可燃性气体分析对于工矿安全的监测具有重要的意义。文中介绍了一种基于催化传感器和人工神经网络分析的、以Atmege8单片机为核心的混合可燃性气体智能分析系统。它根据催化传感器在不同温度对不同气体具有不同灵敏度的特点,通过自动调整传感器的工作温度,输出不同的信号,再通过神经网络的训练和信号处理,对多种可燃气体进行分析。实验表明,该系统能够较准确地实现多种混合可燃气体的检测。

基于催化剂表面修饰改善催化传感器性能

研究了催化剂载体孔径、比表面积与催化传感器工作性能关系和催化剂表面的酸性或碱性修饰对催化传感器工作性能的影响。得出了经高温焙烧的载体以及对载体预先进行表面的酸性或碱性处理有利于催化传感器性能提高的结论。

载体催化传感器的电压特性曲线

在载体催化元件的研究和生产中 ,一般采用行业标准规定的指标来评价元件的性能。文章从载体催化研究和生产的实际出发 ,提出了载体催化传感器电压特性曲线的概念。电压特性曲线能比较全面地反映载体催化型传感器的性能。文章还给出了电压特性曲线的测量过程及灵敏度电压特性曲线的主要特征值。

纳米催化传感器的性能分析与改进

催化传感器技术与纳米技术相结合,使催化传感器稳定性得到明显的提高。文中研究了纳米材料制备工艺以及纳米氧化铝载体材料所具有的独特的纳米效应,如表面效应、小尺寸效应等对催化传感器性能的改善作用。并从载体孔径控制、提高载体的稳定性和掺杂方面探讨了纳米催化传感器的进一步改进。

基于MEMS的镍薄膜加热器催化传感器研究

设计了基于微机电系统(MEMS)工艺,以镍薄膜作为加热体的新型催化传感器。通过磁控溅射沉积、刻蚀等工艺制成镍薄膜加热器,并对其进行了稳定化热处理以及防氧化聚合物涂层处理。传感器性能测试结果表明:镍薄膜加热器具有良好的抗高温氧化能力;气氛老化可缩短50%的老化时间;甲烷气体浓度与灵敏度呈良好的线性关系;对甲烷的灵敏度约为30 m V/1%Vol;传感器功耗约为150 m W,零点和灵敏度年漂移小于1. 5%LEL。

影响催化传感器零点漂移的因素分析

在实际使用中经常发现可燃气体浓度报警系统探头标定后的数值会发生偏差,这就是浓度探头的核心元件——催化传感器发生了零点漂移。零点漂移有正负之分,它们都将影响可燃气体实时监控的精确性。文章着重分析了催化传感器零点漂移的主要成因。

基于抗干扰技术的催化式甲烷传感器设计

矿用甲烷传感器是煤矿安全监控系统中最重要的设备之一,其中载体催化式甲烷传感器因其技术成熟、性价比高等因素,在低瓦斯矿井中被广泛使用;由于矿井巷道电磁环境愈来愈复杂,催化式甲烷传感器检测数据抗干扰能力面临挑战。该文研究了煤矿用载体催化甲烷传感器的抗干扰技术,提出一种采用抗干扰技术的催化式甲烷传感器的设计方法,以提高传感器的准确性和可靠性,为煤矿安全监控系统提供可靠的感知数据。采用抗干扰硬件设计、抗干扰软件处理方法,设计了基于抗干扰技术的矿用催化式甲烷传感器,增强了传感器的工作的可靠性,提升了传感器的智能化应用水平,对于保障煤矿生产安全和提高生产效率具有重要意义。

催化气体传感器低功耗检测设计

本文针对现有催化传感器功耗高、稳定性差等问题,提出一种低功耗检测方法。该方法仅采用单个催化元件,无需进行配对,即可达到黑白元件组合效果,大大提高传感器成品率。通过搭建检测系统,确定该方法的检测灵敏度约为恒压检测法两倍,功耗仅为恒压检测法一半,且传感器具有较好长时间稳定性。与传统恒压检测法对比,本设计提出的低功耗检测方法灵敏度更高,输出稳定性更好,且具有更低的功耗,对于煤矿井下应用具有巨大的发展前景。

基于BP神经网络的传感器无效数据过滤器设计

基于催化原理的传感器在矿井环境工作时,受内在外在因素的干扰,测量的可燃气体浓度值存在误差过大的问题。设计了基于列文伯格-马夸尔特(L-M)训练算法及反向传播(BP)神经网络的传感器无效数据过滤器。通过离线采集传感器响应特性曲线数据的方式构建网络模型,并用Matlab工具对模型进行仿真训练。综合对比分析L-M训练算法、拟牛顿训练算法、自适应线性回归(LR)动量梯度下降训练算法的收敛速度和误差性能。对比结果表明,基于L-M训练算法构建的BP神经网络模型收敛速度更快、误差值更小、效率更高,有利于矿用催化原理传感器无效检测非线性数据的过滤。

热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法

针对热催化瓦斯传感器特性漂移严重的问题,在对热催化瓦斯传感器灵敏度、零点时漂以及环境温度、湿度对其影响实测数据的基础上,通过最小二乘法建立了传感器特性漂移的数学模型,并提出了对其特性进行补偿的方法。实验结果表明:补偿后的瓦斯检测精度大大提高。对热催化瓦斯传感器特性漂移的机理进行了分析。

热催化气体传感器的特性分析及其设计原则

热催化气体传感器的输出受诸多因素的影响,从理论上分析其输出特性有助于传感器的优化设计和性能评估。从一个热催化气体传感器的典型结构和热催化气体敏感机理出发,应用热平衡方程和热敏电阻的电阻温度关系推导了传感器输出与被测气体浓度、催化反应速度、工作温度以及传感器结构尺寸等之间的定量关系。从推导过程中的诸多假设,得出了热催化气体传感器设计时应遵循的一般原则。

催化气体传感器的恒温检测方法及其在瓦斯检测中的应用

可然性气体催化燃烧放热导致催化气体传感器的敏感元件温度升高,由于热耗散和化学反应速度(即催化燃烧的放热速率)与温度的非线性,使得传感器的输出与被测气体浓度(特别是在较高的检测浓度下)呈非线性。采用恒温检测方法,即采用输出反馈调节传感器工作电流以保持传感器温度恒定的检测方法可解决该问题,且可扩大检测浓度范围。对甲烷气体的实验结果表明:其线性浓度范围达到10%。

基于HTCC工艺的瓦斯传感器设计与制备

本文针对传统丸珠状瓦斯传感器一致性差、成品率低以及MEMS瓦斯传感器催化剂负载率低等问题,基于HTCC工艺制备了一种平板式瓦斯传感器,提高了催化剂的负载率以及解决了传感器批量化制备及成品率低的问题。并通过在颗粒氧化铝载体中掺杂碳纳米管,提高了载体的催化剂负载率和热导率,使传感器获得更高的灵敏度和响应速度。为高灵敏度瓦斯传感器批量化制备提供了一种参考,具有较好的应用前景。

一种基于氢氧反应热的催化氧气传感器

基于对氢氧反应热的测量 ,设计了1种测量气体中微量氧气含量的传感器 ,它由嵌入反应池的微型薄膜铂电阻 ,氧化锰 -钯催化剂构成 ,铂电阻构成惠斯顿电桥 ;在催化剂作用下 ,氢氧反应放热使反应池内温度升高 ,引起铂电阻值变化 ,使电桥偏移产生响应信号 ;采用直通全消耗微反应池 ,待测氧气可被完全利用 ,使用参比池和恒温装置减小环境温度和湿度波动影响 ;设计的传感器对1～1200×10 -6(w)的氧气呈线性响应 ,定量下限为1×10-6(w) ,90%信号响应时间小于5s;该传感器具有结构简单、响应迅速、灵敏度高、稳定性好等特点。