煤矿氧气检测高精度VCSEL驱动及温控电路设计

为解决当前常用煤矿氧气检测仪器易受交叉气体干扰且功耗大的问题,基于GD32F303RCT6微控制器和ADN8834热电冷却控制器,设计了一种软启动开关电路控制的垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity Surface-emitting Laser,VCSEL)高精度驱动及温控电路。驱动电路中,高频正弦波信号和低频锯齿波信号叠加的二进制数据由微控制器产生,经信号发生电路、电压电流转换电路转化成VCSEL高精度驱动电流信号;温控电路中,设计基于比例积分微分(Proportional Integral Differential,PID)补偿电路和数模转换控制器(Digital to Analog Converter,DAC)目标温度控制电路实现激光器温度自动调节。测试结果表明:驱动电路的电流输出区间为0.680~1.360 mA;锯齿波频率误差小于0.5%,正弦波频率误差小于0.1%;氧气吸收峰扫描精度高达0.07 pm,对应电流扫描精度为0.12μA;温控电路的温度控制精度为±0.012℃。满足了可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)煤矿氧气检测应用需求。

基于小波阈值函数降噪的实时煤矿氧气检测数据误差处理

基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的氧气检测系统能够精准检测煤矿井下环境的氧气体积分数,然而应用该系统检测氧气体积分数时往往会受到散粒噪声、热噪声、高斯白噪声等噪声信号的影响,导致氧气体积分数检测误差较大。为了降低噪声对氧气体积分数检测数据的影响,首先,应用多项式平滑算法对氧气体积分数检测曲线进行高低频分析。其次,提出了基于小波阈值函数降噪的煤矿氧气检测数据误差处理方法,对比了Daubechies小波和Symlets小波的降噪效果,根据信噪比和均方根误差选出最佳降噪小波基函数。最后,通过计算氧气体积分数检测曲线的标准差和最大波幅对比降噪前后氧气体积分数检测的稳定性。试验结果表明:sym6小波基函数与二次谐波信号相关程度最大,应用该小波对二次谐波信号进行降噪,信噪比提升了16.785 dB,降噪前后20%氧气体积分数检测曲线最大幅值降低了0.04%,标准差降低了0.0295,显著提升了氧气体积分数检测稳定性。

可燃气体和氧气检测仪在加热炉尾气中的自动监测探讨

针对甲烷转化加热炉出口尾气中可燃气体和氧含量常采用奥氏气体分析法检测,其检测速度慢,不能快速反映尾气中可燃气体和氧含量变化趋势,难以保证加热炉安全监控的需要,尝试采用固定式可燃和氧气检测仪配套PLC控制器组成自动测定系统,实现尾气中可燃气体和氧含量的在线监测。通过试验,综合分析并验证了固定式可燃和氧气检测仪自动监测系统替代手动分析,应用于尾气中可燃气体和氧含量检测的可行性和局限性,并探讨相应的控制程序和应对措施。

氧分析仪和氧气检测报警器国家计量检定装置的建立和考核

叙述了氧分析仪和氧气检测报警器国家计量检定装置建立和考核方面的内容;阐述了该项计量标准在建标中考核(复查)申请书、技术报告的填写;指导和帮助全国各相关领域技术人员完成该项计量标准的考核。

氧气检测报警仪检定装置测量不确定度评定

根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》要求,介绍了氧气检测报警仪检定装置测量不确定度的评定与表示方法,有利于大家对该方法的理解。

封装西林药瓶残留氧气检测中的谐波基线校正和去噪方法

可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术的成熟和快速非接触气体浓度测量的优点,十分适合用于对封装西林药瓶内残留氧气进行浓度检测。采用TDLAS技术对封装西林药瓶内残留氧气进行浓度检测,检测系统的光路经过空气和玻璃药瓶,玻璃瓶壁对激光的散射和衰减是检测系统的主要干扰,给二次谐波信号的稳定性带来了很大影响。设计和搭建了基于TDLAS的封装西林药瓶残氧量检测系统。针对从系统中提取出的二次谐波信号,提出了一种基于小波变换的基线消除和噪声滤除方法,解决在残留氧气浓度检测过程中基线漂移和噪声干扰问题,克服玻璃瓶壁对二次谐波信号的干扰,效果明显。选用"sym6"小波,将实验测得的信号进行五层小波分解,根据每一层小波分解得到的低频分量求出相应的基线斜率,对五个基线斜率进行加权平均得到原始信号的基线斜率。由求得的基线斜率,对原始信号经过去基线处理,再进行小波分解和软阈值处理后得到重构信号。对氧气浓度为21%的西林瓶的测量结果表明,处理后谐波信号和理论信号之间的相对误差由处理前的1.26%下降到了0.12%,证明了此方法可以很好地解决在残留氧气浓度检测过程中基线漂移和噪声干扰问题,克服玻璃瓶壁对二次谐波信号的干扰,为氧气浓度测量提供很高质量的信号。

在线顶空氧气检测仪的最新动态观察与探讨

在线顶空氧气检测仪目前广泛应用于制药工业,以LIGHTHOUSE公司的VISTA系列在线顶空氧气检测仪为例,介绍目前在线顶空氧气检测仪的最新技术动向。

氧化锆氧气检测系统在MOCVD设备上的应用研究

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备在生产过程中有严格的气密要求,为了实时检测MOCVD设备的气密性,该研究优化了氧化锆(ZrO_(2))传感器,并根据MOCVD C4机台的结构设计了氧气检测系统.实践证明:该系统能够长时间不间断地监测机台各腔室氧浓度,且能准确区分正常氧偏离和非正常泄漏,具有真空响应速度快、灵敏度高、稳定性好的特点,可有效弥补现有检测方法难以实时检测的不足.

矿用氧气检测报警器测量结果不确定度的评定

介绍了矿用氧气检测报警器相关计量的技术指标及其示值误差、信号传输误差的检定方法,并根据《测量结果不确定度的评定与表示》及《氧气检测报警仪计量检定规程》,对测量范围为0～25%的氧气检测报警器的测量结果进行了评定,结果显示:该仪器在20.9%测量点其示值误差限为0.8%;测量结果的扩展不确定度为0.22%。进而得出U/MPEV<1/3,符合检定合格评定中一般要求3倍以上量传比例的规定,由此证明《氧气检测报警仪计量检定规程》规定的技术指标和检定方法是恰当的,与目前的仪器的技术水平也是符合的。

基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度高灵敏度检测研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是近年发展起来的一种激光光谱气体检测技术,相比于常见的电化学、离子导电陶瓷等技术,其具有选择性强、灵敏度高、响应快、可在线测量、抗背景光谱干扰能力强等优点,适用于复杂环境中气体的长期在线检测。氧气(O_(2))是人类生存环境中的重要气体,O_(2)浓度的检测在生产生活各个领域应用广泛、意义重大。基于此,本文采用TDLAS技术对空气中的O_(2)进行高灵敏度测量。采用输出波长为760 nm的半导体激光器作为光源,直接吸收光谱法获得环境中的氧气浓度为20.56%,最小检测极限为5.53×10^(-3)。在波长调制方法中,优化了激光波长调制深度,得到了完整的二次谐波波形,可用于标定氧气浓度。此系统的信噪比为380.74,最小检测极限约为540×10^(-6)。本文的传感系统具有良好的O_(2)检测能力,可广泛用于各个领域中的O_(2)浓度检测。

便携式医用氧气纯度分析仪的研制

目的:研制一款能够对医用氧或航空用氧中的多组分气体进行实时检测的便携式医用氧气纯度分析仪,以保障用氧的安全。方法:该分析仪以STM3F103RC作为主控制器,硬件主要由电源管理模块、氧气检测模块、一氧化碳/氯气检测模块、流量/二氧化碳检测模块、露点检测模块组成;软件包括人机交互界面设计和系统程序设计,其中人机交互界面采用DGUS组态软件开发,系统程序在Keil MDK环境下采用C语言编写。为验证该分析仪的检测性能,对氧气检测误差以及检测稳定性,一氧化碳、氯气、二氧化碳检测误差进行测试。结果:测试数据表明,该分析仪检测高体积分数氧气有较高的精度,绝对误差在±0.1%以内,而且长期稳定性较好;检测一氧化碳、二氧化碳和氯气的误差均在±5%FS以内,符合设计要求。结论:该分析仪测量精度高、稳定性好、方便携带,能够满足医用氧及航空用氧的检测需求。

氧气浓度和温度检测系统研究

针对现有煤矿火灾探测技术存在的响应时间长、精度低、可靠性差等问题,基于可调谐激光光谱吸收检测技术,设计了一套氧气浓度和温度检测系统,并在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明,在0~100.0%氧气浓度范围内,系统测量误差小于1%;在253~1 000K气体温度范围内,系统测量误差小于2%。

氧气浓度检测仪在高压开关站中的应用

氧气浓度监测在变电站环境气体的检测中至关重要,本文采用了线性度高的氧气传感器KE-25,提出了一种以单片机为核心的氧气浓度检测仪,详细阐述了氧气浓度检测仪的硬件组成和软件实现方法。该检测仪具有操作方便、精确度高、可靠性强等优点。

探析智能联动式汽车氧气检测报警器

最近几年,一直会有一些报道提到因为大人开车的不小心忽视孩子,经常会出现把孩子留在车内,这一行为严重影响了儿童的生命安全。针对这一问题,文章章就通过查阅资料分析汽车电动车窗的控制电路,并分析市面上常见的氧气检测器的发生原理进行理论分析。对现有的氧气检测器进行改进,使其输出电路与汽车电动车窗的控制电路相结合,通过控制开关改变电机的电流流向来实现车窗的升降,使电机的运转方向发生变化来实现。

便携式氧气及二氧化碳检测仪

CNOT-201便携式O2和CO2检测仪，主要应用于果蔬气调保鲜库中氧气及二氧化碳气体含量的测定。CNO-102A全氧测试仪用于测量检查气调库内氧含量的便携式仪表。可广泛检测0%-100％的环境氧含量。

一种基于铜氨法的高精度自动化氧气浓度检测仪的设计

目的针对制供氧设备原位、快速、精确的氧气浓度测量需求,设计一种基于铜氨法的高精度、自动化氧气浓度检测仪。方法综合采用电子技术、自动化控制技术和传感器技术,对现有铜氨法测量装置进行优化和改进,其系统结构主要包括气液管路、测量光幕传感器、步进电机、双向蠕动泵、旋转叶轮、高浓度氧测量管和控制系统等。结果系统结构合理,可靠性高,环境适应性好。0～99%范围内氧气浓度测量精度为1%,99%以上范围内氧气浓度测量精度为0.1%。结论本系统减少了测量过程中的人为误差,提高了铜氨法氧气浓度测量的自动化程度、环境适应性和精确度,具有良好的应用价值和实际意义。

基于峰宽修正的玻璃药瓶内氧气残留浓度的检测研究

玻璃药瓶中的氧气残留对瓶中药品的无菌特性造成了严重的威胁。采用波长调制光谱(Wavelength Modulated Spectrum,WMS)技术解调得到的二次谐波信号峰高值作为氧浓度反演的基础。然而,在用二次谐波信号测量气体浓度时,由于调制深度的变化会导致二次谐波峰值的变化,这通常会给系统带来误差,进而降低浓度的反演精度。而调制深度受调制电流波动、温度和压强变化等因素的影响不能直接计算获得进而修正。针对这一问题,本文成功地将调制深度与二次谐波峰高的关系转换为二次谐波峰宽和峰高的关系。然后,利用峰宽校正后的谐波峰高对气体浓度进行反演。初步实验表明,利用峰宽校正后的谐波峰高对瓶内气体浓度进行预测的准确性提高了2.1%,且系统的整体鲁棒性也得以提升。本文提出的校正方法不需要系统参数信息与气体成分信息,可以直接从谐波信号本身出发对调制深度进行校正,十分适合于工业现场的在线氧气浓度预测。

一种氧气浓度检测仪

介绍一种界限电流式氧气传感器的结构、工作原理及其用于氧气浓度检测仪的电路设计。

水牛家水电站厂区枢纽工程氡气的检测及其防治措施

文章简单介绍了氡气的特性及危害,介绍了水牛家水电站厂区枢纽工程地下洞室施工过程中对氡气的检测方法、分布状况,以及预防氡气危害的办法。

可燃和有毒气体检测器在聚丙烯装置中的应用

为保障聚丙烯装置的生产安全和人身安全,检测泄漏的可燃气体和有毒气体的浓度并及时报警以预防火灾与爆炸和人身事故的发生。在聚丙烯装置中设置了以下四种固定式可燃和有毒气体检测器,根据聚丙烯装置需要检测的气体的介质不同,聚丙烯装置中设置了碳氢气体检测器、氢气气体检测器、氧气气体检测器、一氧化碳气体检测器,根据聚丙烯装置需要检测的气体释放源的不同位置在全厂不同位置,进行合理的整合及布置不同数量的可燃和有毒气体检测器,以保证在装置运行期间及时发现并处理危险气体的泄漏问题,保证全厂装置的正常运行。