基于嵌入式ARM9痕量毒气检测系统的研究

基于卟啉阵列传感器和毒气接触发生化学反应导致其色谱变化的"指纹"特性原理,提出了一种以嵌入式ARM9 S3C2440A为核心、以Linux为操作系统、QT/Embedded为开发工具并利用卟啉化学传感器的痕量毒气检测装置。阐述了系统总体设计,实现了卟啉传感阵列光谱信号采集、信号处理、反应环境监控等主要功能模块及控制软件。

纳米化卟啉阵列嵌入式气体检测系统

针对环境中挥发性有毒气体检测需求,基于纳米化卟啉阵列与微量气体发生化学反应导致其色谱产生变化的基本原理,设计了以ARM9S3C2440A为核心、纳米化卟啉阵列为传感器的嵌入式气体检测系统。给出系统总体设计,光谱信号采集、信号处理、监控等主要功能模块结构电路及其控制软件,利用能量守恒微分方程,建立了采样气室温度流量控制模型,对化学传感器检测条件进行精确控制。最后应用该系统对氨气、庚醛、环己烷、己醛等典型微量气体进行了测试,其结果表明该系统能实现快速、准确的微量挥发性毒气检测。

基于可视传感阵列的NH_3快速检测方法

为实现环境中NH3污染物的快速、灵敏的检测,以卟啉及其衍生物和酸碱指示剂为敏感材料构建了一种6×6的可视传感阵列。用设计的可视传感阵列对4种不同体积分数NH3进行了检测,反应时间为2 min。实验结果显示:阵列对NH3的响应时间小于30 s,可以有效识别×10-9体积分数的NH3;对于不同体积分数的气体,其可视差图欧氏距离与体积分数存在线性关系,相关系数R2=0.996 2;SPSS聚类分析结果表明:阵列对4种不同体积分数NH3识别准确率达100%。本可视传感阵列可以快速、灵敏地检测NH3。

嵌入式气体检测系统及其图像分析算法

针对传统气体检测方法的不足,提出了基于嵌入式和卟啉阵列传感器的气体快速检测系统及其图像分析算法。该系统通过USB接口的摄像头采集待测气体与卟啉阵列传感器反应前后的RGB图像信息,再由图像处理算法得到图像中每个卟啉点的颜色变化信息,最后通过模式识别算法得到待测气体种类和浓度。重点研究了检测系统的结构及软件功能的设计,给出了针对卟啉阵列传感图像的图像处理算法及与标准数据库匹配的模式识别算法。通过对氨气等气体进行试验,结果表明该系统及其分析算法能够很好地识别出气体的种类和浓度。