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.     

用于焊缝跟踪的调制式红外光学传感器

叙述了一种以脉冲调制的红外光束为信号光源的焊缝跟踪传感器。通过对接 收信号的滤波及“自适应消噪”处理,可以有效地克服电弧光的干扰;利用光源的脉冲 驱动特性,加大了瞬时信号功率,改善了光学传感器对工件表面的适应性。传感器结构简 单、体积小、灵敏度高、能同时实现对焊缝在水平及高度两个方向的自动跟踪在埋弧 及明弧自动焊中均能准确地跟踪。     

基于恒流电桥的SnO2气体传感器动态测试系统

为了准确测量室内苯气体含量,设计了一款基于恒流电桥的SnO2气敏传感器苯气体动态智能测试系统．并以C8051F020微处理器为核心,设计了恒流电桥测试电路,实现气敏元件阻值与输出电压呈线性关系．动态加热电路采用微处理器实时监测电源电压,自动调整输出PWM信号占空比,精确控制传感器加热温度,提高气敏传感器检测准确度．结果表明：传感器阻值随气体浓度增加呈乘幂函数衰减规律变化,检测苯气体质量浓度范围为87．86～1757．20mg·m^-3.本系统具有低功耗、高精度、智能化、低成本等特点．     

基于CC2530的煤矿气体监测终端设计

设计基于CC2530的煤矿气体监测终端实时监测煤矿危险气体浓度并进行分析判断和安全防范提示。为提高安全可靠性和准确度,该终端采用了红外气体传感器和电化学气体传感器两类气体传感器。设计电路将电化学气体传感器输出的微弱电流转换为电压模,以满足CC2530内置电压模模数转换器的需要,通过测量电化学气体传感器的环境温度,查询保存的电化学酒精传感器的信号比率与环境温度之间的关系数据,计算出准确的气体浓度,解决了电化学气体传感器中气体燃烧转变为电能输出转换率易受环境温度影响的问题。也可加入由网络协调器或者是路由器组建的Zig Bee网络,把终端检测出的结果传输到总控中心供实时监控综合分析。     

红外气体传感器中测量气室长度的优化选择

根据系统灵敏度,确立了当系统噪声限为探测器噪声和背景两种情况下红外气体传感器中测量气室长度计算公式,并以实际系统计算为例,得出了ALM1217矿用红外甲烷传感器测量气室长度的具体值。为确定该类传感器测量气室长度提供了一定的理论依据。红外气体传感器中测量气室?..     

基于单片机的室内甲醛测试系统的设计

本文是利用单片机来实现的室内甲醛浓度的测试,设计的总体思路是接收信号-信号转换-数据采集-存储-显示。首先是利用甲醛传感器将气体转换为电信号。当空气被其内部的采样系统吸收后,产生一个与甲醛浓度成正比的电流,此电流经过甲醛模块的信号调理,经电流电压转换器RCV420转换成0～5V的电压,该电压经过模数转换器5G14433进行数据采集,将模拟信号转换成数字信号,然后与8051单片机相连,将转换后的结果存储在单片机中,显示器上直接显示测试结果,即甲醛浓度。本设计基本实现了单片机控制电路,传感器输出范围要明确以及     

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。     

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.     

基于黑磷的多共振折射率传感器研究

为解决传统等离子光学传感器的局限性,提出了一种基于黑磷（BP）的多共振非等离子体的光学传感器,该传感器采用单层黑磷和简单的介质结构,通过磁共振增强红外波吸收。由于黑磷的各向异性,该传感器可以在不同晶体方向上实现不同的灵敏度和品质因数（FOM）。通过优化传感结构,在8 μm波长附近的不同黑磷晶体方向上均得到了2个极窄的共振峰、极低的半高宽,提高了传感器的灵敏度,吸收率最高达到了99.6%,灵敏度最高可达180 nm/RIU,FOM可以达到 261 nm/RIU。并利用耦合模理论对仿真结果进行了验证,揭示了其物理机理,证实了该传感结构在未来的光学传感领域有巨大的潜力。     

用于肉品特征挥发物快速检测的气体传感器响应特性研究

为了获得一种性能更优的气体传感器,用于肉品特征挥发物的快速检测,以恒电流法制备PANI/Au/Al2O3电极,并组装成电阻式丙酮气体传感器.在稳定性测试中,利用此传感器于1 189与23 ppm丙酮气体中进行连续感测,其电阻感测变化率(感测信号)从开始时的3.13%与0.74%,经10次测试后,信号分别下降为3.05%与0.72%.在气体选择性测试方面,当混入氧气或二氧化碳作为干扰气体时,丙酮感测灵敏度下降,但丙酮的浓度与传感器电阻变化率之间均具有良好的线性关系.然而此传感器对丙酮气体进行感测时受水分和氨气的干扰相当显著.最后提出了此传感器感测丙酮气体的机理.     

基于差分吸收检测技术的非分散红外CO2呼吸气体传感器

采用非分散红外(non-dispersive infrared,NDIR)气体传感器实时检测呼吸气体中的CO2气体浓度,进而反映人体运动机能和代谢功能等身体状态,可以满足人类日益增强的对自身健康状况进行了解的需求.利用电调制微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)光源和双通...     

红外测油仪中信号调理电路的设计与研究

为实现并提高红外测油仪技术指标,对红外测油仪中的信号调理电路进行全新设计。信号调理电路通过由模拟开关器构成的相敏检波电路与双路理想积分器相结合的方式,能在提高信噪比的同时,加快光谱图的扫描速度。系统的控制信号采用AＲM7 系列的LPC2136 芯片实现。该电路适用于处理光信号经过红外测油仪内样品池、热释电传感器以及前置放大和滤波后输出的电压信号。通过大量实验表明,测油仪扫描速度得到了提高,精度也有明显改善,实验结果验证了该电路的可靠性和有效性,实现了对于红外测油仪中信号调理电路的优化。     

基于混合电动势型 SO2传感器的研制及接口电路设计

利用钠离子的快速离子导体固体电解质为离子导电层,NaRe(SO4)2稀土硫酸钠复盐为敏感电极,设计并研制了一种混合电动势型 SO2传感器核心元件。在实验室条件下的非平衡态气氛中,对此核心元件进行了二氧化硫体积分数的敏感性能测试。根据传感器的检测原理及输出信号特性,设计了微弱信号检测电路,由此组装成 SO2气体传感器器件。结果表明：在低温260~300℃下,该传感器对 SO2的灵敏度为136.4 mV 左右,具有较高的选择性和良好的响应恢复特性,器件耐潮湿,测试时不需要参比气体。该器件输出的稳定可靠的标准电压信号,可被单片机直接读取。     

基于石墨烯和模间干涉的光纤气体传感器

为了实现对空气中有毒、有害气体进行精确监测预报,提出了一种石墨烯包裹的拉锥与错位级联型光纤气体传感器.包裹在光纤锥形传感区域的单层石墨烯和错位熔接的光纤导致的模间干涉,会使沿光纤表面传输的倏逝场得到大幅增强,提高了对折射率的灵敏度,其灵敏度可以达到1.2×10⁴nm.随着石墨烯表面吸附的气体分子量的增加,复合波导的有效折射率会发生规律性的变化,从而引起干涉波长的衰减和移动,进而通过检测输出光信号的变化而实现气体分子浓度的检测.研究表明,该传感结构具有体积小、机械强度好、光谱品质好、灵敏度高等优点.     

Optical wireless network in home area based on white LED lights

A new optical wireless network based on white LED lights in home area is proposed.It is a duplex channel communication system utilizing signal emitters of white LED lights in the downlink and infrared devices in the uplink.Strategies for the system construction are given.Performance for users' mobile access of different kinds of optical concentrators is investigated.Indoor channel bandwidth is analyzed considering white LED light distribution,wall reflection,and receivers field of view (FOV).Various modulation methods are discussed.A demo point-to-point system for surfing the net is constructed using a new line code of 4B6B which is developed to stabilize the optical output,and a peak data rate of 1 Mbps is achieved.This system is built into the lighting infrastructure,therefore decreasing the cost and offering a solution for wireless access in places which are sensitive to radio frequency like hospitals.     

基于CSI-RS的3D MU-MIMO有限反馈预编码算法

利用三维多输入多输出(3D MIMO)信道矩阵的克罗内克积结构,传输预编码可分成水平与垂直维预编码,有效挖掘空间自由度可以提高系统性能。针对现有算法未能更好利用空间自由度及单流传输的不足,本文提出了一种基于信道状态信息参考信号(CSI-RS)的多用户MIMO(MU-MIMO)有限反馈预编码算法。该算法采用新码本,依据最大信干噪比准则选取最优的预编码矩阵索引(PMI)返回给基站(BS)供调度。验证结果显示该算法较已有算法,实现了多流传输,拥有更优的和速率(SR)及误码率(BER)。     

固态伏安二氧化氮传感器

以钠沸石为固态电解质气敏材料，银离子玻璃为气密性辅助固态电解质，构成固态电化学电池，用伏安测量法实现了检测二氧化氮气体的电化学传感器，讨论了该传感器的设计及工作原理，研究了富集时间、工作温度、扫描速度等对传感器灵敏度的影响。     

基于伸缩杆结构的光纤光栅多级应变传感器

为了扩大光纤光栅称重传感器的测量范围,提高传感器的测量精度,在理论上设计了一套新型的可以扩大测量范围、提高测量精度的系统,并通过Matlab平台仿真.结果表明,单级传感器在波长变化小于0.2nm时具有良好的线性度.该系统将双光纤光栅串联,分别粘贴于等强度梁的上下两侧,采用光强解调的方法实现对光纤光栅输出信号的解调;在解调基础上,利用伸缩杆结构传递载荷重力.实验测试结果验证了多级应变测量的可行性,在保证分辨力的同时扩大了传感器的测量范围.     

新型瓦斯浓度测定系统

为了数字化监控矿井瓦斯浓度,研制了一种基于高性能ATmega8单片机的矿井瓦斯浓度测定系统,介绍了瓦斯浓度测定系统的信号采集原理和设计程序.系统通过实时采集瓦斯浓度传感器的变换电压,将其数字化为实际瓦斯浓度值,并经远程数据传送模块将数据传送到井上计算机监测平台进行处理.试验结果表明,该系统可以安全准确地采集瓦斯浓度数据和及时处理瓦斯浓度信号,具有瓦斯浓度状况监测、历史记录数据查询和数据分析等多种功能.