基于NDIR原理的便携式CO2浓度检测仪

介绍了一种基于NDIR原理的便携式CO2浓度检测仪的总体设计,该检测仪使用新型的红外传感器替代原有的电化学传感器,并采用先进的神经网络算法克服了压力对CO2浓度检测的影响,建立起非线性压力补偿模型,在后期的实验测试中结合大量测试数据验证了该检测仪在测量精度、范围等方面的优势。     

非分散红外二氧化碳检测仪研制

设计一种电调制、一体化的二氧化碳体积分数检测系统.该系统基于CO₂气体分子对红外光的特征吸收和Lambert-beer定律,采用双通道设计,由热释电传感器检测到的两路信号经过1 Hz低通放大电路处理后,输入示波器显示.为了避免光源波动对测量结果的影响,采用5 V稳压电路驱动红外光源,单片机对其进行1 Hz亮灭调制.对两路输出信号进行计算,可得CO₂体积分数.结果表明:检测仪量程为0%~80%,响应时间小于1.5 s.     

基于AT89S51和RE200B的教室照明节能控制系统设计

为了实现对教室照明系统的智能控制和节约用电,设计了基于单片机和热释电红外传感器的教室照明节能控制系统.该系统以AT89S51单片机作为主控芯片,利用人体的恒温特性,采用热释电红外传感器RE200B探测人体的存在,用光敏电阻检测当前环境的光照强度,对教室照明灯实行分区控制的策略,从而实现了对教室照明系统的智能和节能控制.     

一种低功耗通用型的有毒气体检测器设计

有害气体的实时监测具有重要的安全意义,针对低功耗通用型的应用需求,采用电化学传感器设计了一种新型气体检测器,详细介绍了设计原理、设备结构、关键参数选型和配置流程。低静态电流的ADP2503+LT1763+ADR291为检测器供电,传感器+带可编程电阻器的IV转换+低通滤波检测各种类型的气体浓度并转换为电压信号,AD7798+ADT7310+ADuCM3027采样电压和温度数值并计算带温度补偿的气体浓度,带隔离的通信接口把气体浓度传输给上位机显示,可用于设备测试和未来的拓展应用。采用COH-A2传感器,以CO为检测对象进行了测试,结果表明设备具有良好的稳定性,能够满足应用需求。     

总有机碳分析仪信号处理算法的分析

研制基于高温燃烧氧化-非分散红外吸收法测定水中总有机碳(TOC)的分析仪.叙述仪器的核心器件和工作流程,并对影响检测结果的红外检测算法进行分析.实验结果表明:利用快速傅里叶变换对测量信号进行曲线平滑降噪的效果较好,取平滑处理后的曲线峰高作为二氧化碳浓度测量值能够消除气体流速不稳对测量结果的影响;TOC分析仪测量时间小于5 min,同时满足实验室测量和在线监测的时间要求,并具有较低的成本.     

多气体红外光学传感器的研究

为了解决目前红外光学传感器只能进行单一气体检测的问题,基于红外光谱吸收原理,设计了可以同时测试三种气体的光学传感器。提出了一种内壁由相交的双椭圆球面旋转构成,且具有折叠反射光路的圆筒式气室结构,解决了微气室结构实现高聚光度与集成度的关键技术问题。传感器内部有四个单通道探测器(一个参考通道和三个测试通道)和一个红外光源。通过对气室的合理布局,实现了一个传感器测试多种气体。利用响应通道输出信号与参考通道输出信号求比值计算气体浓度的方法,消除了外界环境对测试结果的影响。经过测试,在气体浓度较低的范围内,传感器的最大测量误差仅为±0.05%。     

红外传感器在二氧化硫监测中的应用

主要对红外传感器的工作原理进行了分析 ,介绍了探测器的组成原理和结构 ,并对大气中的二氧化硫气体用红外传感器进行浓度测量及实时检测和分析。同时提出了对大气污染进行控制与防治的措施     

LED智能楼道灯的设计

使用热释电红外传感器、菲涅尔透镜和光敏电阻等元器件设计了一个基于热释电红外感应芯片CS9803和非隔离降压型LED驱动芯片R9133的LED智能楼道灯.系统通电后,热释电红外传感器和光敏电阻能够判断人体红外辐射和光照强弱等信息,并发送到控制电路,控制电路根据这些信息进行判断并对LED驱动状态进行操控,从而完成对LED智能楼道灯的控制.     

温室二氧化碳浓度测控系统

为解决设施园艺中二氧化碳( CO2) 浓度的检测与控制问题,研制了一种基于钠超离子导体( NASICON) 固体电解质传感器的温室CO2测控系统,该系统包括CO2测量节点、无线通信网络和控制终端。采用STM32 微处理器处理采集到的CO2 浓度信息,使用模糊比例-积分-微分( PID: Proportional Integration Differential) 算法控制CO2气体的释放,从而智能调节温室内CO2气体的浓度,使其达到作物所需数值。在实验室条件下,对设计的CO2传感器节点进行了标定和稳定性测试。对体积分数为400 × 10 － 6 和1 000 × 10 － 6 的CO2气体样品分别进行了＞ 8 h 的长时间浓度测量,其相对波动小于2． 5%。在国信集团现代农业基地温室对所研制的CO2浓度测控系统进行实地测试的结果显示,当设定的CO2浓度的期望值为800 × 10 － 6 时,调控后CO2体积分数的波动范围约为± 40 × 10 － 6。现场应用试验表明,该系统具有较好的实用性,且成本低廉、集成度高,具有一定的推广价值。     

基于ZigBee技术的瓦斯气体浓度红外探测警报系统

针对当前甲烷传感器技术普遍存在的问题,以及检测条件受环境因素制约大,甲烷浓度检测不标准,操作繁琐等状况,给出了一种基于红外吸收光谱技术来测量矿井内瓦斯气体浓度的设计方案和实现方法.采用依据气体分子红外选择性吸收理论的传感器,由差动放大电路将微弱信号放大,通过CC2530模块进行数据处理,并将数据无线传输到监控中心,最终实现瓦斯浓度超标后的报警功能.     

双通道非分散红外SO2在线检测系统设计

当前烟气检测中对低体积分数的SO₂气体在线检测存在干扰因素多、响应时间慢等问题，针对此情况，利用特定波段红外光可以吸收SO₂的特性，采用单光源双通道方法，设计了基于非分散红外吸收原理的SO2在线检测系统。实验结果显示零点漂移为0.4%，响应时间为3.86 s，线性误差为0.3%，重复性误差为0.52%。参数对比表明，该方法能够准确对SO2体积分数进行测量，更适用于目前烟气在线检测需求。     

双通道非分散红外SO2在线检测系统设计

当前烟气检测中对低体积分数的SO₂气体在线检测存在干扰因素多、响应时间慢等问题，针对此情况，利用特定波段红外光可以吸收SO₂的特性，采用单光源双通道方法，设计了基于非分散红外吸收原理的SO2在线检测系统。实验结果显示零点漂移为0.4%，响应时间为3.86 s，线性误差为0.3%，重复性误差为0.52%。参数对比表明，该方法能够准确对SO2体积分数进行测量，更适用于目前烟气在线检测需求。     

星载CO2探测频率步进扫描IPDA激光雷达回波信号反演及误差分析

设计了星载CO₂探测频率步进扫描积分路径差分吸收（IPDA）激光雷达,弥补了欧洲航天局A-SCOPE项目单波长CO₂探测IPDA激光雷达对波长依赖性较强等不足.仿真计算了一个扫描周期内的激光雷达回波信号和系统的相对随机误差、大气压强不确定性误差以及频率不稳定性误差.当频率步进扫描到on-line波长为6 361.235 0 cm-1时,在海面反射率为0.035 sr-1、大气压强不确定性为0.001以及激光频率不稳定性为0.3 MHz条件下,系统综合相对误差为0.084 2%.结果表明,采用频率步进扫描方法结合IPDA激光雷达技术探测大气CO₂浓度不仅可以观察到相对误差随on-line波长变化的关系,而且可以有效地减小测量误差,使其小于0.5×10-6.      

家庭智能防火防盗报警系统设计

介绍了一种家庭智能防火防盗报警系统.系统采用热释电红外传感器、MQ-2烟雾探测器、DS18B20温度传感器作为检测元件,以STC89C52RC单片机作为控制核心,配合声光报警设备完成智能报警功能.通过实例验证了该系统不但稳定可靠,而且具有操作简单、性能可靠、成本低等优点.     

基于恒电流源的电阻式气敏传感器检测系统

为保证电阻式气敏元件的高精度检测,设计了一种基于恒流源的气体浓度检测系统。该系统利用恒电流源,使传感元件电阻与电压变化呈线性关系,以提高气敏元件阻值随
气体浓度变化的准确度。恒电流源包括基准稳压电源、电流负反馈电路、稳压二极管和待测气敏元件。经过参数整定,其测电阻范围可达0～1 000 kΩ,平均测量误差小于0.027 2%。利用SnO2传感器检测浓度为0～2 05357 mg/m³的乙醇气体,测量出传感器电阻随浓度增加呈e指数下降趋势,系统最大测量误差小于±1.5%。     

基于静态干涉系统的井下甲烷浓度实时监测系统的研究

为了保证井下工作安全,设计了一种CH4实时在线监测系统。在分析了CH4气体特征吸收光谱的基础上,系统采用静态傅里叶变换干涉具及柱面镜等组成。通过线阵CCD采集静态干涉条纹,由光谱分析算法求出各个波长上的光强衰减度,最后通过比尔-朗伯定理、浓度程长积公式等反演CH4气体的浓度。仿真计算了光源光强、出射光强与瓦斯浓度的函数关系,验证了采用5 m W的DFB激光器,可以保证变化区域基本线性。系统采用分子筛过滤处理的方法,克服了目前光谱检测系统无法在井下复杂环境应用的难题。实验显示,在5 cm的气室中,经分子筛过滤保护的光谱探测系统可以在潮湿、粉尘的环境中稳定工作。采用傅里叶变换光谱分析法求解CH4浓度时,最小探测精度可达0.01%。     

CO2混相调节剂驱油机理室内研究

为了深入了解混相调节剂降低CO_2/原油最小混相压力的作用,测试CO_2混相调节剂降低最小混相压力的机理,开展了室内实验,并深入研究调节剂的效果。实验结果表明,混相调节剂可以降低CO_2/原油表面张力、促进CO_2抽提原油轻质组分效果、增加CO_2在原油中溶解度、降低原油黏度的作用;其中,主要的机理为降低表面张力和提高抽提轻质组分效果;当原油中调节剂质量浓度达0.3%以上,气液表面张力消失,达到混相;加入调节剂后,采出端气体突破时,CO_2萃取、抽提轻质烃体积百分数增加14倍以上。调节剂作用机理研究,深入了对调节剂改善CO_2驱油效果的认识,并对进一步筛选和研发新型调节剂具有指导意义。