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.

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。

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。

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.

非分光红外瓦斯传感器压力补偿分析

近年来受到国民经济快速发展的推动,煤矿的开采量和消费量呈现快速增长的势头,同时很多煤矿企业存在着安全监测不完善等煤矿安全问题,严重影响了煤矿的开采和人员的安全,其中瓦斯监控是煤矿安全中的重要组成部分。介绍了一种基于非分光红外原理的瓦斯传感器的工作原理,同时阐述了压力补偿的必要性,然后基于最新的单光源双通道甲烷传感器进行分析,介绍了一种压力补偿方法,基本克服了压力的漂移问题,提高了测量的准确性。

非分光红外气体传感器研究进展

介绍了非分光红外气体传感器的工作原理,将非分光红外传感器与常用气体传感器进行了对比分析。综述了非分光红外技术在光源设计、气室设计、探测器设计、信号处理及自组装多气体探测系统等关键技术的研究进展,为进一步提高气体检测精度和响应提供了研究方向。提出了非分光红外气体传感器要朝着小体积、多功能集成、满足复杂应用环境的方向发展。

非分光红外CO_(2)数字传感器设计与实现

针对市面上非分光红外CO_(2)数字传感器在小型化、数字化、模块化和国产化等方面发展不尽人意。基于不同气体分子的红外光谱吸收特性,利用朗伯-比尔红外吸收定律,运用电子学、机械学和光学等多门学科,对非分光红外CO_(2)数字传感器进行设计。整体方案设计主要内容包括光源选择、探测器选择、光学气室设计、硬件电路设计、软件设计。通过实验检测,测量结果完全达到设计要求,精度不低于±1×10^(-4)、测量范围1×10^(-5)~4.7×10^(-3)。结果表明,仪器测量范围广、精度高、预热启动时间短、成本低和模块化。

高精密红外探硫传感器的研究与设计

根据气体的红外吸收特性,SO2的特征吸收峰所在的波长与人体红外波长范围正好重叠。因此,红外硫探测器成为了敏感元件,国内生产的红外硫探测系统测量精度不够,进口红外硫探测系统很大程度对国内进行了技术封锁。基于此,该文采用非分光红外技术,针对当前高精密红外低硫传感器最重要信噪比影响源进行了研究,优化了光源驱动、红外气室恒温控制、信号采样与微弱信号处理电路设计等,完成了一套低硫探测装置的设计,经过测试,信号的噪声波动从原来的140 uV减小到50 uV左右,检出限达到0.01 ppm,实现了低硫检测领域的技术创新,该项目成果已经成功实现量产。

煤矿安全中的非分光红外气体传感器研究

非分光红外气体传感器是以不同气体分子为基础的一种具有选择性吸收特性的近红外光谱。此种传感器可对瓦斯等可燃气体、污染物等实施监测、对非分光红外气体传感器在煤矿安全中发挥的作用进行分析,为煤矿开采企业的安全生产提供帮助。

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。

基于NDIR技术的红外CO_(2)气体传感器研究

传统的CO_(2)检测系统体积大、响应时间长,难以满足工业开采中对CO_(2)气体的检测要求。文中以红外光源、气室、双通道热释电探测器和单片机为核心,设计了一款具有温度补偿功能的高精度红外CO_(2)气体传感器。采用单光路双波长的反射式气室结构,提高了整个系统的紧凑程度。在硬件方面,采用含光源驱动和信号调理电路的一体化模块,降低了电路耦合性,实现了传感器的微型化。在软件方面,采用差比值标定法建立温度补偿模型,消除环境干扰。实验结果表明:该传感器可以在0~30℃的温度下,对体积分数为0~5%的CO_(2)气体检测的最大测量误差小于±0.15%,且检测精度为3%,具有高精度、大量程,微型化、稳定性好等优点,满足工业开采等领域的实时监测要求。

非分光红外气体传感器研究有突破

我国科技人员在非分光红外(NDIR)气体传感器技术研究方面取得了新进展。该项由武汉四方光电科技有限公司所承担的研究项目近日通过了由湖北省科技厅组织的专家鉴定。

双通道红外CO_(2)气体传感器设计与实现

为了实现对生活工作环境中CO_(2)的检测,论文基于非分光红外(NDIR)差分检测技术,设计了一种双通道红外CO_(2)气体传感器检测系统。在气室结构方面,利用单光路双波长差分检测技术,提出了一种直射型气室结构。在硬件部分,以模块化的方式进行设计,包括单片机控制模块、红外光源驱动模块、电源模块和信号调理模块,提高了整个系统的信噪比。最终,搭建气体测试平台,采用标定法测量不同温度下热释电探测器两通道电压比值,经测试,该传感器可以实现在不同温度下对0~5%浓度内的CO_(2)气体进行检测,且测量误差小于0.2%,可满足消防、矿井监测等场合的需求。

差分红外型甲烷浓度光纤网络传感系统的研究

基于甲烷气体在其特征吸收波长下光的吸收程度随浓度变化的机理和差分吸收测量方法,结合空分复用技术和长光程吸收池技术,并考虑煤矿矿井中环境的特点,复用多个气体吸收型光纤传感器.介绍了利用差分红外光谱方法测量矿井中甲烷浓度的光纤网络传感系统的工作原理,给出了系统的结构框图.实验表明,吸收气室光程长为20 cm时,该传感器的检测限为4.278 m g/m3,精确度和稳定性可以满足实际要求,可在不同场合进行多点在线测量.

基于NDIR的甲烷传感器微弱信号调理设计

该文介绍了一种基于非分光红外的甲烷传感器检测信号调理部分的设计方法。该方法采用OP77运算放大器搭建跨阻放大器和可变增益放大器,将传感器输出的微弱电流信号经过跨阻放大器和可变增益放大器进行调理转换成单片机可以采集的电压信号,并对高频信号进行抑制,提高信噪比。利用MULTISIM软件对设计电路进行模拟仿真实验,在保障合理放大信号的前提下降低电路复杂度和制作成本,提高电路稳定性。信号调理对后续的调试和信号进一步处理等有重要的作用。

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。