基于双通道检测技术的非分光红外CO_(2)传感器设计与研究

针对传统红外气体传感器气室与信号处理模块分离存在体积大、灵敏度差的问题,基于非分光红外双通道检测技术,设计了一种小体积、高精度的红外CO_(2)传感器。首先,对反射型气室进行光线追迹仿真,保证热释电探测器受到的红外辐射和气体吸收光路长度满足要求。同时,设计了可靠的光源驱动电路、带通放大电路;对传感器的温度漂移特性进行讨论,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定红外CO_(2)传感器参数,通过拟合曲线得到常数a和n,以及温度补偿系数β。经过实验测试表明,该红外CO_(2)传感器测量误差小于真值的±5%。

非分光红外(NDIR)探硫传感器的研究与设计

通过调研和分析得出国内非分光红外探硫传感器存在的工艺、检测精度和稳定度问题。文中从气室工艺、光源调制方式与稳定度、设计精密的微弱信号处理电路和恒温控制系统等影响检测结果的因素出发,依次进行改进设计和实验测试,完成气室抛光管的镀金与打磨;并对光源的电调制频率进行反复测试和验证,设计完成一种具有良好平坦特性的微弱信号处理电路。在控温精度为0.1℃的恒温系统中进行实践测试,测试结果表明,所设计的探硫传感器信号的噪声下降约73.7%,检出限达到0.01 ppm,在现有水平的基础上提升近500倍,能够实现低硫的高精密测量,为后续低硫探测的非分光红外传感器研制提供了思路和借鉴。

基于非分光红外法的高硫煤样全硫测定精度改善研究

非分光红外法(NDIR)以其快速、非接触、试剂污染少、高选择性和低检出限的优势而被广泛用于煤样全硫的测定,但由于样品中硫的释放特性不同导致二氧化硫检测器输出的吸收峰谱差异较大,因而在动态测定场合中采用积分面积法进行全硫测定时,峰谱变化对硫检测器动态检测性能的要求更高,尤其在高浓度测定时易出现吸收饱和、输出信号呈现严重的非线性从而影响全硫测定结果的精度。结合非分光红外检测原理,从高浓度测定时NDIR的响应角度剖析高硫煤样NDIR全硫测定的特点,提出气路缓冲、吸光度线性化2个NDIR全硫测定精度改善方法,以改善检测器响应区间及有效控制检测器的测定误差。吸光度线性化算法用于标样测试的应用验证结果表明:通过气路缓冲装置的气流均匀化效应可降低待测二氧化硫的浓度峰,使得NDIR检测器工作在合理的浓度范围;吸光度标定算法可将检测器的非线性响应线性化,能显著改善高硫样全硫测定精度。

机动车尾气CO和CO_2非分光红外遥测技术研究

利用分子红外光波段的吸收光谱特性,本文研究了机动车尾气CO和CO_2的快速响应非分光红外(non-dispersion infrared)遥测技术,系统采用单个红外探测器测量CO、CO_2和背景,微弱信号的检测采用光斩波器与锁相放大器的组合以及接收和发射一体的系统结构,克服了传统技术检测精度低、无法检测行进中机动车排放的尾气等缺点.本文还研究了静态条件下气体浓度和测量信号之间的关系,动态测量表明该技术可以完全非接触在线自动监测机动车行驶过程中排放的尾气.

非分光红外甲烷传感器的研制

矿用红外瓦斯传感器技术的难题是探测器输出信号微弱,光源电源波动、温度变化以及其它气体组分、水汽、灰尘等的干扰对测量精度会造成较大的影响.针对这些关键问题,讨论了数字化窄带滤波、双波长非分光测定技术等解决方案和相应的矿用传感器电路结构,提出了基于朗伯比尔定律的温度补偿方法.经试验测试,传感器的研制实现了预期的目标.测量精度优于±0.1%,响应时间小于20 s,其它技术指标和功能均符合矿用标准.

非分光红外的甲烷传感器设计

介绍了国内常用的甲烷传感器及其优缺点,在此基础上设计了一种基于非分光红外法（NDIR）原理的甲烷气体传感器。针对红外探测器输出的特性设计了微弱信号放大电路,使用AD8552对红外热探测器输出的微弱信号进行放大,AD7190对滤波放大后的信号进行采样转换,采用软硬件相结合的方法来减少噪声干扰的影响。通过对不同浓度范围的标准甲烷气体进行实验测量,拟合得到探测器输出的电压差值之比和气体浓度之间的关系。根据得到的曲线和数据分析选择分段插值的浓度计算方法,实现了对甲烷气体进行实时测量的功能。给出该传感器在甲烷体积分数为0%～5.05%的测量结果。

非分光红外(NDIR)技术测定反刍动物甲烷和二氧化碳研究

反刍动物体内甲烷通过嗳气排入大气,它的产生损失6%～15%的饲料能量。应用非分光红外(NDIR)探测技术,采用电调制红外光源探测器及单光束双波长技术,实现了对反刍动物CH4和CO2痕量气体排放的实时长期自动超灵敏的监测。10只体况良好,体重相近(25±5)kg的成年羯羊作为供试动物,在隧道体系中进行连续80天的监测。结果表明,甲烷和二氧化碳气体的平均回收率分别为(96.7±6.6)%和(96.2±9.9)%,每只绵羊24h,CH4和CO2的平均排放量分别为15.6和184.7g.d-1,其年排放总量约为6.8和71.1kg,且测量的不确定性低于1%。因此该文用于反刍动物CH4和CO2排放的监测,实用可行、简单有效。

非分光红外CO浓度探测系统

介绍了基于非分光红外(NDIR)原理的CO浓度探测系统总体设计。采用新型红外光源和探测器对系统光学部分进行设计,通过低频电调制取代传统机械调制方法。讨论了光源恒压供电系统和信号滤波放大处理电路,开展了大量的实验验证研究。实验结果表明该CO浓度探测系统准确可靠,可以满足工况场合下CO气体浓度测量分析的需求。

新型非分光红外多组分气体分析仪的研制

为解决国内气体分析仪器稳定性差、测量精度不高等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的气体分析仪的硬件电路设计和数据处理方法,它采用电调制红外光源,热释电红外探测器、低功耗单片机数据采集、嵌入式系统实时监测等先进技术,实现对SO2和NO气体的连续自动分析。

便携式非分光红外吸收型二氧化碳传感器

随着传感器和计算机技术的不断进步和完善,便携式仪器开始发展起来。根据国内目前红外二氧化碳气体传感器技术尚未成熟,研究了一种具有广泛开发的应用前景,并以其测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强、成本低等特点的红外吸收型便携式CO2气体传感器,迎合了气体传感器的发展方向。透过分析仪的红外检测技术原理和系统方案,给出其软硬件的实现。基于单片机AT89C52设计的红外二氧化碳浓度检测兼具报警功能的掌上型便携式传感器,实现了二氧化碳浓度检测的高精度、高稳定性和便携式智能化,也可以作为分布式传感系统和传感器网络化的传感器,用于实时、远程监控。

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。

非分光红外车辆尾气传感器系统设计

非分光红外(NDIR)是一种利用气体对红外光的选择性吸收原理进行气体浓度检测的方法。利用NDIR分析方法,设计一种车辆尾气检测传感器系统,实现对大气中存在的汽车尾气进行检测与分析。该系统使用多窗口红外传感器组合,采用v支持向量回归进行传感器建模。实验结果证明:该检测系统具有测量精度高、稳定性好和便于携带的特点,能够满足车辆尾气测量分析的需求。

非分光红外(NDIR)传感器技术在火药检测领域的应用

介绍了非分光红外(NDIR)传感器的原理及其仪器设计,分析了火药性能检测的现状和特点,探讨了非分光红外(NDIR)传感器在火药性能检测领域的应用,结合非分光红外(NDIR)传感器性能可靠、操作便捷、经济实惠等特点,预见了非分光红外(NDIR)传感器在火药性能检测领域的应用前景。

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。

非分光红外的新型SF_6传感器设计

系统采用单光束双波长的光路结构,结合测量通道和参比通道两路输出,有效增强了传感器的抗干扰能力和检测精度。利用新型电调制红外光源和高精度滤光片一体化的热释电红外探测器,辅以合理的气室结构设计,大大提高了系统的紧凑性与稳定性。在信号处理方面,利用超低功耗的单片机系统进行数据实时处理与显示。实验结果表明：该传感器能够准确检测0~2 500×10-6范围内的SF6气体浓度,分辨率为1×10-6,检测精度为2%FS。

新型非分光红外CO_2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CO_2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CO_2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。

便携式非分光红外吸收型二氧化碳传感器的研究

本文介绍了基于单片机AT89C52设计的红外二氧化碳浓度检测兼具报警功能的掌上型便携式传感器。阐述了分析仪的红外检测技术原理、系统方案并给出其软硬件实现。

煤矿安全中的非分光红外气体传感器

介绍一种非分光红外气体传感器,采用单光束双波长差分探测技术、多次反射式怀特样品池结构、滤光片一体化红外探测器和低噪声前置放大器.能够同时检测瓦斯中多种气体,对矿井中有害气体的浓度进行实时监控.

非分光红外线吸收型可燃气体检测报警器的设计实现

可燃气体检测报警器对安全生产有着极其重要的意义。通过研究非分光红外线吸收型可燃气体检测技术的原理,借助试验确定其测量精度和稳定性,完成了主要传感元件选型,设计出与其相适应的硬件电路,保证了系统的整体可靠性,现已通过环境等试验验证。

基于非分光红外技术的低浓度SF_6气体检测方法

文中介绍了一种基于非分光红外技术(NDIR)的高灵敏度的SF6气体浓度检测仪,测量范围可达0～50 ppm(1ppm=10-6),精度为0.1 ppm,由于传感器的特殊结构设计,使得其可以定点检测出SF6断路器或者GIS高压开关设备的微量泄露,对于设备的密封性检测有着实际的意义。