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%。     

基于沉金电极修饰醛氧化酶的甲醛气体传感器

本文设计了一种基于醛氧化酶原理来检测甲醛的气体传感器,该传感器的敏感元件以沉金电极为基底经过自组装、活化、吸附等工艺制作而成,对甲醛有较好的电催化氧化作用。利用该电极,以LPC1788为处理核心设计了一套生物传感器甲醛气体检测装置。利用0.1 mg/m3的甲醛气体对传感器进行测试,结果表明传感器对甲醛响应时间为20 s、恢复时间短,检测下限为0.01 mg/m3。     

调制激光器激励法的Butt-Welded热电偶动态特性测试

提出了一种利用大功率高频调制CO2激光作为激励源,对表面温度传感器进行动态特性测试的新方法,建立了动态特性测试系统,用美国相干公司DiamongOMEGA系列K—500型CO2激光器对OMEGA公司Butt-Welded热电偶进行了动态特性测试,实验结果表明该传感器的响应时间为41.6ms。     

基于压电式压力传感器的压力容器气密性检测方法

针对低压条件下压力容器气密性检测中存在的微小泄漏检测易受环境噪声干扰、漏点定位困难、对气体介质具有选择性等问题,提出一种基于压电式压力传感器的压力容器气密性移动式检测方法。利用压电式压力传感器检测压力容器漏孔处产生的气体射流,克服了检测仪器对气体介质的选择性;采用气密性移动检测方式,利用检测用传感器可以接近压力容器器壁外表面的特点和仪表的实时计算能力,克服了环境噪声对检测结果的干扰,同时又提高了气密性检测的灵敏度和漏点定位精度,实现了低压条件下微小泄漏的检测。低压容器气密性检测的测试结果验证了所提方法的可行性和有效性,为压力容器的气密性检测提供了一种新的解决思路。     

基于移动传感器网络的气体源定位

针对目前基于无线传感器网络定位气体源方法中存在的因探索区域尺寸、边界等先验知识缺失而造成节点部署困难的问题,提出了一种使用有限个低成本机器人构成移动传感器网络进行气体源定位的方法.该方法中,首先以期望拓扑结构排列的移动传感器网络节点采集气体浓度并上传至上位机;然后上位机使用非线性最小二乘方法对气体源位置进行估计,并将位置估计结果发送给移动传感器网络节点;最后由移动节点计算出目标位姿,并采用饱和控制的方法镇定到该位姿.通过上述步骤的不断循环,移动传感器网络最终将移动到气体源附近,从而实现对气体源较为精确的定位.室内自然通风环境中,使用6个自制的机器人组成具有固定圆形拓扑的移动传感器网络进行了气体源定位实验.实验结果表明,适当选择拓扑半径,该方法可在6,min左右实现精度为30,cm的气体源定位.     

全固态SO2气体传感器的研制

研究了一种新型的用于监测SO2气体的全固态气体传感器.首先将胶体金催化剂喷涂到聚四氟乙烯多孔膜上,然后再控制一定的温度和压力,压到Nafion117膜上,作为工作电极.该传感器表现出较快的响应,较低的底电流和噪声,以及较好的稳定性.     

基于专家系统随机逼近的激光传感器的温度补偿研究

在实验测试及分析矿用激光甲烷传感器特性的基础上,针对激光传感器测量气体时对温度敏感的不足,提出一种基于专家系统的随机逼近的激光传感器的温度补偿的方法。首先根据分析实验测试数据推导出测量甲烷浓度与温度影响的关系式,然后根据测试的随机温度建立了专家规则,并设计制作出传感器补偿部分电路,最后对温度补偿效果进行了验证。实验结果表明,在温度随机变化下减少了测试数据的波动,使补偿后测试时间和测量精度都有较大的改善。该方法可对矿井气体检测安全生产具有一定的参考价值。     

基于人工神经网络的甲醛气敏元件自动测试系统

将气体传感器阵列与人工神经脚络技术相结合,应用于甲醛气体的检测.建立了基于神经网络技术的甲醛气敏元件白动测试系统,并选择多个半导体气敏元件组成的传感器阵列用于微量甲醛气体的测试,实验证明采用该方法实现对低浓度甲醛的定量榆测足可行的.     

新型方向性自差分涡流传感器的仿真设计与研究

传统涡流检测技术采用一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,通过用检测线圈来收集扰动磁场,然而由于激励线圈引起的磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度低,需采用差分的方法来获取缺陷信息。提出了一种新型涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励磁场的空间分布,使得无需采用差分方法就可以获得缺陷信息。在对新型传感器进行原理分析的基础上,仿真分析了其与传统传感器探头缺陷检测灵敏度之间的差异。并对传感器尺寸和激励频率进行了优化设计,最后验证了该新型传感器对缺陷长度的定量检测能力。仿真结果表明,该新型传感器具有较高的检测灵敏度和缺陷定量精度,为以后单激励多检测阵列涡流传感器的研究奠定了基础。     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。     

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.     

我国创新传感器电极制备方法

[科学时报]近日，中科院长春应用化学研究所研制的“全氟磺酸离子交换膜电极的制备方法”获国家专利授权。这一发明创新了一种改进的传感器电极制备方法，是研发具有自主知识产权的电化学气体传感器核心技术的一项新突破。     

气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测

为了有效抑制气体绝缘组合电器GIS局部放电中出现的低频段干扰,在理论上分析了超高频检测GIS局部放电可行性的情况下,进一步研究了GIS局部放电超高频传感器、模拟无源滤波器以及相应的宽带和窄带检测方法.在实验室GIS模拟装置中,运用研制的内置圆环传感器检测系统进行超高频法检测.实验结果表明该检测系统可有效地避开空间的电晕及周期性脉冲干扰信号等低频段干扰.同时,窄带检测法能够避开超高频微波干扰信号,是一种有效的局部放电检测方法.     

气体传感器阵列特性远程检测系统

以挥发性有机气体（VOC）为测试对象,建立了一套气体传感器阵列远程数据采集系统,可实现气敏元件对VOC气体敏感性的检测。硬件部分包括测试电路、无线收发和上位机通信,并编制了相应的软件程序。为进一步实现VOC气体实时、远程、在线检测的研究奠定基础。     

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)光源和双通道热释电传感器分别作为红外光源和探测器,采用气室结构设计和压电微泵相结合的方法为传感器提供稳定的气体流速,设计出红外呼吸CO2气体传感器.通过测量不同CO2标准气体浓度下热释电传感器参考通道和测量通道的电压比值进行传感器标定,获得了在室温下、检测量程0％～8％内,绝对误差小于0.5％,相对误差3％,系统响应时间小于1.5 s的传感器,提高了基于NDIR气体传感器检测呼吸气体的抗干扰能力,可望满足运动机能和代谢功能检测等应用对CO2气体监测的需求.     

一种新型基于色谱分离的易制毒检测仪器研发

针对常见有毒、易燃气体有机物检测设计了一种便携、快速的检测系统,可以实现混合气体的各个成分含量检测.可在井下复杂气体环境中正常运转,并对待测气体进行物质识别与定量.在混合气体识别过程中利用气相色谱的分离效果对复杂待测物进行物质分离,通过分离作用使得混合气体中不同物质之间检测间隔发生转变.使得在同一时间流出色谱气体只有一种,各个气体流出具有一定时间间隔,达到对混合气体的分离作用.后续气体流经传感器阵列进行物质识别,由于不同传感器对于同种物质具有不同响应特性,通过多个传感器互相组合,互相弥补,最终达到气体检测的要求.传感器测量到的信号数据经过模式识别算法对气体进行参数进行识别,通过识别算法获取混合气体中各项参数状况.通过与标定物质参数进行互相比对,进而实现混合气体中的物质识别.可实现井下气体内甲烷、乙烷等危险气体的检测,经过对多种对混合待测气体进行实验测试,验证了本系统的实用性.     

基于氧化铟气体传感器的研究现状

氧化铟作为一种比较新的气敏材料,在一定程度上解决了现有气体传感器中存在的选择性差和工作温度高等问题.近几年来大量的文献报道了氧化铟传感器检测O_3、 CO、 NO_2等气体.本文按照被检测气体的种类,从In_2O_3的气敏材料制备及气敏性能两方面对现有In_2O_3气体传感器进行了论述,并指出了In_2O_3半导体气体传感器的发展方向.     

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。     

基于新型脉冲涡流传感器的裂纹缺陷定量检测技术

传统脉冲涡流检测技术采用反射型传感器,其通过一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,采用检测线圈或霍尔传感器来检测扰动磁场,然而由于激励磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,使得这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度不高,需采用差分的方法来增强缺陷信息.提出了一种新型脉冲涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励场的空间分布,使得无需差分就可以对缺陷进行定量.在分析该新型脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用仿真和实验相结合的方法研究了其对裂纹缺陷长度和深度进行定量的效果,仿真与实验结果相一致,证明了该传感器的有效性.     

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．