动车组复合型火灾探测器的设计与实现

针对动车组复杂运行环境,设计复合型火灾探测器,完成了探测器与车厢控制器的通信系统设计,并进行了车厢探测器布置优化设计。介绍温度检测电路、烟雾检测模块等硬件设计。车厢控制器与探测器之间采用二总线通信,根据二总线特点设计通信协议,完成车厢控制器对探测器报警阈值的更改、巡检、软编址等功能。实践测试表明,设计的复合型烟温探测器能准确探测到区域内出现的火情,通信可靠性高,提高了整套火灾报警系统的性能。

用于检测糖尿病标志物的电子鼻优化设计

人体呼气中的丙酮含量可作为糖尿病的标志物。为实现无创糖尿病诊断,设计以金属氧化物半导体气敏传感器阵列为核心的人工嗅觉系统,对完成痕量丙酮的快速检测具有重要意义。通过多个气体流量控制器MFC(Mass Flow Controller)分别配制出模拟糖尿病患者呼气样本(30×10-6丙酮)与另两种干扰气体样本(30×10-6乙醇样本、15×10-6丙酮与15×10-6乙醇混合样本)进行实验,基于BP神经网络算法对3种气体定性识别,并通过主成分分析PCA(Principal Component Analysis)算法对原始的高维特征子集进行降维优化。实验表明:PCA与BP算法相结合,可降低BP神经网络的复杂性、减少预测的误差,同时能够解决单个气体传感器交叉敏感问题,进而提高对气体的选择性。对痕量丙酮样本与另两种干扰气体样本进行分析识别,识别的结果显示:对3种样本的识别准确率为91%。该研究为准确识别糖尿病标志物实现无创诊断技术提供了理论指导。

二总线火灾报警系统编码与通信的实现

依据二总线技术的工作原理,设计了火灾探测器的信号检测电路,将控制器和探测器双方需要传递的信息加载在总线电压和电流上.采用数字脉冲计数的方法,实现控制器对探测器的寻址与识别,并结合总线电压的变化向探测器发送编址指令,实现控制器对探测器的编码.通过探测器对返回总线电流的控制和通信时序的设计,实现了复合型火灾探测2种火灾参量信号的回传.

PdO表面催化改性WO3纳米颗粒对丙酮的气敏性能

采用酸化法制备了WO_3纳米颗粒,利用丝网印刷技术制作了厚膜型气敏传感器件,并用动态配气法分析了低浓度丙酮气体的气敏响应特性。结果表明:酸化法制备的WO_3纳米颗粒为比表面积约10m^2/g的纳米片状结构,对低浓度的丙酮气体响应较弱。为提升其对丙酮的气敏响应能力,采用浸渍法在WO_3纳米颗粒表面负载了PdO。结果表明:PdO负载后的WO_3对丙酮气敏响应值提高了约5倍,对1.5×10^(-6)的丙酮气体的响应可达3.65,即少量的PdO负载(1.0%)会显著提高WO_3对丙酮的气敏特性。对丙酮气敏响应机理研究表明,表面吸附氧及由PdO表面催化修饰的晶格氧共同影响PdO-WO_3气敏传感器的性能。

Ru负载WO3纳米颗粒对NH3的气敏特性

采用酸化法制备了片状WO3纳米颗粒,通过动态配气测试系统测试了WO3对低浓度氨气（质量分数为2×10^-6～20×10^-6）的气敏性能。结果表明：制备的WO3对氨气的气敏性能较弱。为提高WO3纳米颗粒对氨气的气敏响应能力,采用浸渍法在WO3纳米颗粒表面负载了Ru元素。研究显示：Ru修饰改性的WO3对氨气的气敏响应显著提高,Ru-WO3对NH3的气敏响应随Ru的负载量及传感器工作温度的升高表现为先增大后减小,其中1%Ru-WO3在350℃时对NH3的气敏响应最好,且能响应低至1×10^-6的NH3,同时,Ru-WO3在氢气还原后对NH3的气敏响应也得到了显著提高。还探究了氨气的气敏响应机理,初步认为表面吸附氧是WO3及Ru-WO3对NH3气敏响应的起源。