基于MPSO-BP算法的四电极电化学气体传感器温度补偿研究

针对四电极电化学气体传感器的测量精度极易受环境温度影响的问题,提出一种基于粒子群优化BP神经网络算法(PSO-BP)的温度补偿方法。利用改进的PSO算法(MPSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,构造四电极电化学气体传感器的温度补偿模型,并设计了气体传感器测试系统。实验结果表明,MPSO-BP算法可有效提高BP神经网络的收敛速度和泛化能力;基于MPSO-BP算法的四电极气体传感器温度补偿模型,可将温度补偿误差控制在0.1%以内。

气体浓度测量中的电化学传感器动态特性补偿

针对电化学气体传感器的动态响应延迟问题,设计了一种电化学气体传感器的动态特性测量装置,研究了气体传感器动态特性补偿及应用。为减小电化学气体传感器的动态响应时间,提出了用粒子群优化(PSO)算法对电化学气体传感器逆建模的动态补偿法,获得动态补偿滤波器模型,对电化学气体传感器的响应-恢复时间进行补偿。将补偿方法应用于研制的存储式气体浓度测试系统,测试结果表明该方法有效地改善了传感器的动态响应特性,并在响应时间上提高了3.6倍,恢复时间提高了2.8倍,具有可移植性强、易于实现的特点。

新型二氧化硫气体电化学传感器的研究

The development of a novel electrochemical sensor for the detection of concentration of atmospheric sulfur dioxide in the low-mg/m 3 range is described. The gas sensor is based on a platinum microelectrode and a porous polymer film, which is directly connected with the gas-containing atmosphere. The gas sensor is very sensitive, selective, and reproducible for detection of SO2. The linear range over 0 10 mg/m 3 to 150 mg/m 3 and the detection limits is 0 05 mg/m 3.

电化学CO气体传感器及其敏感特性

介绍了电化学CO气体传感器的结构,辅助电极、Ag/AgCl参比电极的制作以及工作电极的修饰和制作方法,研究了该传感器对CO气体的敏感特性。实验结果显示:活化处理后的Pt溶胶修饰的Pt丝微电极对CO气体有良好的敏感特性,CO氧化峰尖锐、峰形良好,在低浓度范围内,其峰电流与CO的浓度成良好的线性关系,表明此传感器适于定量检测CO的浓度。

离子液体在电流型电化学气体传感器中的应用

离子液体作为一种新型电解质,有着优良的电化学性能,有望解决电化学气体传感器在高温、高湿下使用寿命短、稳定性差等问题。本文按照被检测气体种类对离子液体作为电解质的电流型电化学气体传感器进行了综述,就其在不同气体中的灵敏度、电化学响应、稳定性、气体传质、反应机理等方面的研究加以阐述。从灵敏度、响应时间、稳定性、选择性、抗干扰性等方面介绍了离子液体电化学气体传感器的优缺点,并对目前离子液体电化学气体传感器研究中存在的不足做了评述。同时指出未来应该加强在大气条件下电化学气体传感器性能、响应机理和电化学反应历程的研究。

基于RBF神经网络的电化学CO气体传感器的温度补偿

针对电化学CO气体传感器的输出精度易受环境温度影响的缺点,提出了一种基于RBF神经网络的温度补偿方法,并借助所设计的气体采集系统进行了实验研究。实验结果表明,未进行温度补偿时传感器输出最大误差为20.0%,基于BP神经网络温度补偿方法的误差为1.44%,而采用RBF神经网络进行温度补偿后最大误差可达到0.12%,故该方法可有效的用于电化学CO气体传感器的温度补偿,令传感器具有更高的测量精度和温度稳定性。

用于实时动态检测多组份气体的电化学传感器系统的设计与实现

本工作以氧和二氧化碳混合气体 (呼吸气体 )的实时、动态检测为研究实例 ,依据O2 和CO2 气体发生交叉反应的动力学特性和暂态电化学原理 ,使用单个微电极融合计算机控制的快速电势调制技术 ,设计并构建了一类全新的集信号提取、转换、处理与结果显示等功能于一体的电化学多组份气体传感器系统 ;一次测量时间快达几十毫秒 ,能保持连续检测的稳定性。对暂态电化学响应机制、检测精度、测量速度和连续检测的长期稳定性进行了讨论。

基于LabVIEW的电化学气体传感器特性测试系统的设计与研究

文中针对电化学气体传感器使用中存在的交叉灵敏度问题和气体传感器的特性漂移问题,设计了一套基于LabVIEW的传感器性能参数测试系统。系统由增强型51单片机构成的下位机与上位机组成,并利用定电位电解二氧化硫传感器对该系统进行了相应的实验验证。实验结果表明,该系统可较好的测量气体传感器的各种特性参数和曲线,为精确获取传感器最佳工作点、以及对交叉灵敏度和特性漂移引起的测量误差的修正补偿提供依据。

新型电化学CO气体传感器的研制

研制了一种用于测定CO的新型电化学式气体传感器,即把多壁碳纳米管自组装到铂微电极上,制备多壁碳纳米管粉末微电极,其电极在氧化过电位为+700mV时,对CO具有显著的电化学催化效应。以其电极为工作电极,Ag/AgCl为参比电极,Pt丝为对比电极,多孔聚四氟乙烯膜作为透气膜制成传感器。其传感器响应时间短、重复性好,能用于环境监测和控制。

用于实时、动态检测多组分气体的多传感器技术与电化学传感器系统

依据待测多组分气体交叉反应的动力学特性和暂态电化学原理,融合计算机控制的快速电势调制方法,提出并建立了基于单个气敏微电极的多传感器技术,构建了一类新的电化学多组分气体传感器系统。该系统既保持了电化学传感器的优点,又具备信息采集和处理的能力,成功地将单个气敏电极对多组分气体交叉敏感的致命缺陷转化为快速同时检测多组分混合气体的动力学条件加以利用,用单个气敏元件(电极)实施多组分气体的实时、动态检测。本文还就传感器系统的暂态电化学响应机制、检测精度、测量速度和连续检测的长期稳定性作了讨论。

养殖场空气污染监测系统设计——基于电化学气体传感器的应用研究

针对养殖场周围空气污染问题,根据三电极电化学气体传感器的工作原理,设计了养殖场空气污染监测系统。该系统选用嵌入式LPC2148芯片作为终端控制器,VC++6.0创建上位机监控界面,使用串口通信控件MSComm和终端进行通信,并用MSChart图表控件绘制了NH3和H2S气体浓度曲线。为此,详细地介绍了系统终端与上位机界面的设计和原理。实验证明,该系统能准确、灵敏地检测出有毒气体的浓度,在养殖场周围环境保护上具有很好的应用价值。

调制电势脉冲型O_2/CO_2双组份电化学气体传感器研究

基于直接电流法检测ＣＯ２及Ｏ２干扰机理的研究，提出了调制电势脉冲－电流／库仑法快速同时测定Ｏ２和ＣＯ２的新原理．使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术，建立了调制电势脉冲型Ｏ２／ＣＯ２双组份电化学气体传感器的原型装置，实现了常温下Ｏ２和 ＣＯ２气体的快速同时检测．通过软件编程设计特定的电化学激励信号，保持传感器工作的长期稳定性。

多电位阶跃法区分电化学传感器不同气体信号的原理和方法

该文报道的是一种传感器信号的识别技术。利用多电位阶跃法对电化学传感器检测不同气体得到的信号进行区分。在一个电化学传感器上周期性地施加多个电位阶跃,并同步地采集每个电位下相应的电流信号。对采集的数据按一定的程序进行运算处理后可得到一个气体信号的识别值,将该值与已储存的不同气体信号的识别值进行比较,就可判断被测气体是什么。该技术与传统模式识别技术的差别是用一个传感器取代了前者所需要的传感器阵列。

电化学式气体传感器的研究进展

该文简述了几类电化学式气体传感器的基本原理、特点、结构、在各个领域的应用及其近年来的发展情况和今后的研究方向。

暂态电化学多组份气体传感器研究(Ⅰ) 多孔薄层电极库仑型气体传感器

常见的电化学气体传感器就其工作状态而言 ,大多属稳态类型 ,功能单一 ,传感器性能的提高受到“稳态”的制约 .本文根据薄层电化学原理 ,提出并建立了一类全新的暂态电化学多组份气体传感器——多孔薄层电极库仑型气体传感器 .这类以多孔薄层气体电极为核心元件构成的库仑型气体传感器 ,既有检测多种气体组份的功能 ,又有响应快、灵敏度高。

定电位电化学气体传感器在环保中的应用

本文论述了定电位电化学气体传感器的工作原理、特性及其在环保中的应用。定电位电化学气体传感器适用于各种有害气体报警装置与气体监测仪。

电化学气体传感器工作电路的设计

本文论述了电化学气体传感器工作电路设计中应注意的问题，并设计出低电压下工作的低功耗工作电路和低电压工作的数字电压表。

硅微机械结构的微电流型电化学气体传感器

探索研究了用于构制以硅为基体材料、具有特定三维微结构的微电流型电化学气体传感器的微加工工艺，提出了双面光刻、高硼掺杂腐蚀止停、化学各向异性刻蚀和硅表面多层膜剥离成形等既实用而又相容的硅微机械加工关键技术。如此构制的微电流型电化学气体传感器，在器件结构、检测灵敏度、电流响应的稳定重现性等方面，与用传统工艺制成的常规电流型气体传感器相比，具有独特的优点。

凝胶电解质电化学传感器及对磷化氢气体的测定(Ⅱ)

本文报告用Ag/Ag_2S电极和磁性聚丙烯酰胺凝胶电解质制成的电化池传感器对磷化氢气体的测定情况。实验结果表明,该传感器的响应速度和恢复速度都较快,使用性能稳定。传感器输出电压(或电流)信号E与所测磷化氢气体的浓度C之间符合C=A[exp(BE)—1]经验关系式。据此设计了一种指数放大电路对传感器的输出信号进行运算放大,使输出信号与磷化氢气体的浓度之间呈现很好的线性关系。

实时动态检测呼出气体的固态电化学传感器

基于实时动态检测O2和CO2的暂态电化学原理和新型高分子固体聚合物电解质—─"聚丙烯腈(PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-二甲亚砜(DMSO)-高氯酸四乙基铵(TEAP)"的研究,使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术和数据采集、处理功能,提出并构建了一类全新的集信号提取、处理与显示等功能于一体的固态电化学传感器,实现了常温下呼出气体O2和CO2的实时动态检测,不仅消除了常规电化学传感器中电解液渗漏或干涸对器件性能的影响,而且具有体积小、结构紧凑、使用方便等优点。