单元件高低浓度甲烷传感器的设计与应用

为解决当前矿用高低浓度甲烷传感器在测量切换点误差大、功耗大、零点漂移严重等问题,提出了一种基于单元件的高低浓甲烷传感器的设计方法。系统输入为21V电流本安电源,并通过高效率低冲击电流的开关电源降压芯片给信号处理电路供电。利用AT89C52单片机进行信号处理,性能可靠,价格低廉。实验结果表明:该系统不仅能准确测量甲烷浓度,而且能远距离传输、成本及功耗低、实时性强、可靠性高。     

基于PIC单片机的矿用甲烷传感器的设计

针对传统的甲烷传感器测量精度低、稳定性差、缺乏智能性等问题，介绍了一种智能甲烷传感器的设计方案。该传感器采用多个甲烷气敏元件，以PIC16F877单片机为控制核心，采用C语言进行程序设计。通过单片机控制甲烷传感器，实现对井下甲烷浓度实时采集、处理，并当所测甲烷浓度超过设定的报警上、下限时自动报警，使矿工能够及时脱离危险，是煤矿传感器设计的首选器件。     

煤矿瓦斯监控系统传感器硬件设计

本课题中所研究的智能瓦斯传感器解决了催化元件在高浓度瓦斯环境中出现高温烧结的问题,使瓦斯检测的稳定性、响应速度、量程、使用寿命等参数指标极大地优于传统的电桥检测方法,具有一定的理论意义和很大的实用价值。将这种新型的瓦斯传感器应用于煤矿安全监测监控系统中,可以连续的测量矿井瓦斯浓度,为煤矿安全生产提供了有力的保障。     

新型宽量程瓦斯传感器的应用

主要阐述了载体催化元件检测瓦斯的原理及其输出特性曲线，介绍了新型宽量程瓦斯传感器采用的新技术与其在使用中所表现出的优点以及实际应用效果。     

瓦斯传感器的研究进展

甲烷是瓦斯的主要成分,是一种重要的温室气体.瓦斯的实时、在线监测对于煤矿企业的安全生产具有极其重要的意义.本文介绍了几种检测甲烷的方法--催化燃烧法、半导体气敏法、红外光谱法、气相色谱法、光纤法等的原理及应用.并对基于以上几种方法的瓦斯传感器的研究进展进行了综述.     

塔山矿采煤工作面甲烷传感器安设位置探讨

本文通过对采煤工作面甲烷传感器安设位置的探讨，提出可以优化系统配置，提高瓦斯监测的准确度，对瓦斯治理提供可靠的技术数据支撑。     

基于串行扩展技术的霍尔液位传感器

目的针对低精度的液位测量,设计一种液位测量传感器。方法利用开关霍尔元件和串行扩展技术。结果设计了测量电路、信号处理电路和软件。结论传感器性能稳定,设计方案可行。     

基于光纤传感器的甲烷气体浓度信号采集方法

基于光谱吸收法设计了一种反射型光谱吸收光纤传感器网络结构,该结构可以完成对远距离多点甲烷气体浓度的实时测量。为了能够保证光谱扫描波长中心值与甲烷气体吸收峰相同,激光光源通过波长调制光谱完成调制,采用调整三角波的幅值与偏移量对光源波长进行调整。在接收端,为了对光电信号进行有效的采集,设计了一种多点高速信号的采集方法,并分析其调制深度的影响。实验证明,软件采集算法以及合适的调制深度能够满足工程中光纤气体传感器多点采集的精度要求。     

红外吸收型光纤甲烷气体传感器的研究

根据工业采矿对甲烷气体浓度检测的需要，研究和讨论了一种易于实现的红外吸收型光纤甲烷气体传感器系统，讨论其传感元件及光路结构，并提出了用单片机小系统和上位机组成的多点遥测系统。     

光纤甲烷气体传感器可行性研究

从理论上提出了一种基于比耳-朗伯定律的新型煤矿安全系统瓦斯检测方法．这种方法利用光纤作为探测器件，在甲烷的红外吸收谱线处利用强度吸收法实现对甲烷气体体积分数的检测，并利用差分法实现外界误差的消除，从而达到准确测量的目的．由实验室模拟实验证实这种方法可以大大提高系统的灵敏度．     

具本安特性的平面型载体催化甲烷传感器的研究

传统载体催化甲烷传感器，在甲烷浓度超过爆炸下限位后，其表面温度将接近点火温度，使自身可能成为引爆源．为解决这一潜在的不安全因素，本文通过催化性能的改善以降低起始工作温度；通过微电子学平面工艺以降低温升灵敏度，从而成功地制造出具有本安特性的平面型载体促化甲烷传感器     

煤矿用非色散红外甲烷传感器测量结果不确定度评定

矿用非色散红外甲烷传感器是近几年煤矿井下普遍使用的一种先进的气体检测仪器,具有检测精度高,响应时间快,检测范围宽,性能稳定,不受检测环境中其他气体的干扰,寿命长等特点.随着矿用非色散红外甲烷传感器在煤矿安全监控领域得到广泛的应用,对计量检定中的测量结果准确度提出了新的要求.本文根据JJG(皖)37-2012《非色散红外甲烷传感器检定规程》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,详细介绍了煤矿用非色散红外甲烷传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法.     

C8051F005在甲烷传感器中的应用

介绍了C8051F005芯片,设计了基于C8051F005的智能遥控甲烷传感器。     

煤矿用高低浓度甲烷传感器测量结果的不确定度评定

该文详细介绍了煤矿用高低浓度甲烷传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

新型Al2O3基半导体陶瓷甲烷气体传感器

研制了一种新型气敏材料体系－Ａｌ２Ｏ３基半导体陶瓷材料体系,并用以制备了高性能的对甲烷敏感的气体传感器,这类新型高性能甲烷气体传感器具有工作温度低,气体选择性好,检测灵敏度与气体浓度呈近似线性关系,响应时间和恢复时间快等优点,可望进行工业规模生产。     

环形微细腔内甲烷催化转化效率的数值模拟

甲烷在微燃烧器内存在燃烧效率不高、燃烧不稳定等问题。为了研究微尺度下甲烷持续稳定燃烧的性能,采用催化燃烧方式对环形微细腔内甲烷与空气混合物在铂催化表面上的催化燃烧进行了数值模拟,研究了甲烷当量比、壁面温度对微通道内甲烷与空气混合物催化燃烧的甲烷转化效率的影响。结果表明,甲烷当量比、壁面温度对甲烷转化率有重要影响,通过催化可以促进甲烷在环形微细腔内的稳定燃烧。为了获得较高的甲烷转化效率,微燃烧器入口的甲烷当量比在0.8~1.0范围内较为合理,温度是影响环形微细腔内甲烷催化燃烧的主要因素,尤其在甲烷当量比较低时,温度的提高对甲烷的催化转化有更好的促进作用。甲烷的质量流量为6.5 g/h时,甲烷催化转化效率可达77%。     

微管道内剪应力传感器的研制与优化

基于微机电系统(MEMS)微加工工艺,开发了一种能够测量微管道内壁面剪应力的热式传感器,以多晶硅为热敏元件,在低阻硅衬底上形成多孔硅膜隔离硅衬底损耗. 利用水浴加热方法测量得到电阻温度系数为0.21%/℃. 采用数值模拟的方法对剪应力传感器进行了热分析,探讨了提高剪应力传感器灵敏度和线性度的方法,为优化其设计和使用提供了理论基础. 数值模拟结果表明:随着微管道深度的增加,传感器灵敏度提高,但线性度下降.     

基于霍尔元件的EPS位置传感器

针对传统的电阻接触式位置传感器存在有触点、可靠性差、寿命短的缺点,提出了一种基于可编程三轴霍尔元件的EPS位置传感器设计方案。对机械结构和电路结构分别进行了研究。机械结构中设计出磁体和转子一体化的转子架,磁体采用径向一对极充磁的方案,使霍尔元件表面磁感应强度变化均匀,提高了传感器的定位精度,并减化了结构,使可靠性提高。电路结构设计中采用了独特的抗干扰电路,保证传感器能够抵抗来自外部的干扰而正常工作。该方案利用霍尔元件,实现了对扭矩的非接触测量,使用该方案设计的传感器可替换电阻接触式位置传感器。     

基于Pareto磁性液体微压差传感器优化设计

设计并研究了一种量程可调式磁性液体微压差传感器。该传感器外壳为玻璃管,管内中间放置一个圆柱形永磁体,永磁体两端吸附磁性液体。两个环形永磁体固定在玻璃管内的两端,为中间永磁体提供回复力。转换元件采用霍尔元件,通过滑动支架可以改变霍尔元件的测量位置,进而实现多量程测量。对传感器各项性能参数进行了理论推导和有限元仿真分析,并基于Pareto最优解对各项参数进行了优化,结果表明优化后传感器的灵敏度和量程有所增大,而尺寸减小。对传感器在三种量程下的输出电压与待测压强关系进行了仿真和实验分析,求得传感器的灵敏度,最后对传感器的动态性能进行理论和仿真分析,结果表明优化后传感器的动态性能提升,验证了本设计的可行性。