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．     

基于气敏传感器的研究与电路设计

气体传感器又称"气敏传感器",常用的气体传感器主要用来检测可燃、有毒气体。其种类繁多,按所用气敏材料及气敏特性的不同,可分为半导体式、固体电解质式、电化学式、接触燃烧式、高分子式等种类。由HS-3C核心元件设计的酒精浓度测试电路可以用来测试驾驶员、其他风险作业人员是否饮酒或探测乙醇的浓度;用M008设计的气体浓度检测电电路可以检测多种可燃、有毒气体;由QM-N5核心元件设计的煤气浓度检测电路不仅用于煤气,几乎可以检测所有常用可燃气体。     

圆环链焊口缺陷漏磁探伤装置的研究

本文根据圆环链焊口处缺陷的漏磁场特性,设计了Hall传感器,直流励磁器,检测信号的预处理装置及信号处理系统的软件硬件设计。并进行了圆环链缺陷的各种模拟实验测试,得出了有意义的结果。1 Hall传感器设计采用相距为L的两个圆用上分布六个Hall元件,元件所在骨架为外套圆状,内孔十字花型这是根据圆环链几何结构面设计的。对每一排Hall元件均采用恒压源供电方式,且输入端加补偿电阻用以补偿Hall输出电势随温度而变化的情况。每排输出采用并联方法。     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

基于线阵CCD的纱线计数器设计

基于线阵电荷耦合元件（CCD）的纱线计数器,采用TCD1501D为图像传感元件,利用复杂可编程逻辑器件产生稳定的时序脉冲驱动CCD元件,传感器输出图像信号经滤波放大和AD转换后由ARM微控制器采集.采集的数据在ARM内部进行二值化处理,实现纱线计数.详细介绍了系统软硬件设计.实验测试证明了系统设计的正确性.     

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%。     

新型多壁碳纳米管复合薄膜材料气敏性能研究1

采用射频反应磁控溅射锡（Sn）靶和钨（W）靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和气敏元件,通过XRD和XPS实验分析了复合薄膜材料的物相结构及表面化学状态,测试了该气敏传感器的气体敏感性能,包括灵敏度、选择性等特性,实验结果表明,该复合薄膜气敏传感器表现出较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感。对实验结果与气敏响应机理进行了初步的分析与讨论。     

紫外吸收光谱式SO2光纤传感器的设计

以电化学传感器为核心的便携式烟气监测系统在使用中易受其他气体的干扰,造成监测结果误差较大;本文将反射式光纤传感技术、紫外吸收光谱方法、光纤光谱仪和计算机数据处理技术相结合,设计出能检测SO2气体的便携式烟气检测系统,经分析光电探测器的暗电流限制最低检测限,SO2检测限分别为2 mg/m3.     

煅烧温度对8YSZ-WO_3氨传感器性能的影响

利用固体电解质物质的量浓度为8%的Y_2O_3掺杂的ZrO_2(8YSZ)和敏感材料WO_3制备了片式混合电势型NH_3传感器(简称8YSZ-WO_3传感器),分别在600、650、700和750℃温度下进行煅烧,获得相应的敏感电极,探讨了不同煅烧温度下敏感电极微观结构以及传感器性能的变化,并对传感器的工作机理进行了研究分析。当煅烧温度为700℃时,敏感材料晶粒间形成贯通的孔道,器件性能最佳,其中在测试温度550℃下,该传感器对250×10~(-6) NH_3的响应信号大小为59.35 mV,灵敏度为52.65 mV/decade,并且该传感器遵循混合电动势理论。     

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。     

基于改性碳纳米材料的SF6放电分解气敏特性研究

为了解决本征碳纳米管在SF₆气体传感检测方面存在局限性的问题,研究了基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器对SF₆分解气体中重要特征组分的气敏特性。利用空气等离子体对本征碳纳米管进行改性,引入空气等离子体预处理碳纳米管表面,研究改性碳纳米管在检测SF₆气体分解组分时的气体传感响应特性。结果表明：与本征碳纳米管相比,经空气等离子体改性的碳纳米管气体传感器对H₂S气体的电阻变化具有较高的灵敏度,响应时间短,并具有良好的重复性和稳定性;经空气等离子体改性的碳纳米管对SO₂气体电阻变化率的敏感性明显降低;不同掺杂比例的碳纳米管气体传感器对SOF₂和SO₂F₂的敏感性不同。因此,基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器能准确反映SF₆气体的放电分解情况,可为准确检测SF₆气体的分解成分提供依据。     

用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求,自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统,包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等,运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号,把他们叠加作为激光器注入电流,同时对激光器整体构建二级制冷系统,通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72nm附近扫描,以使气体充分吸收。经验证,整个系统工作稳定,可持续工作时间超过36h,温度误差为±0.008℃,电流驱动误差≤0.09mA,波长误差在千分位,满足设计需求。     

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%。     

双线圈结构电涡流位移传感器的设计

根据电涡流检测原理,采用双线圈结构设计电涡流位移传感器探头,并结合由信号源、直流电源、信号处理和显示等模块构成的测量电路进行实验.实验结果表明,双线圈电涡流位移传感器具有输出信号稳定、抗干扰能力强、测量精度较高、电路简单、成本低等特点.     

基于支持向量机的香水识别电子鼻系统设计

针对电子鼻在化妆品领域的应用推广问题, 研制了一套用于香水识别的电子鼻系统。该系统主要包括数据采集, 信号调理, 特征提取和模式识别。硬件以微控制器dsPIC30F6014A为核心, 根据香水气味合理地选择了3个广谱型气敏传感器, 并加入温湿度传感器; 软件利用基于COM组件的VC和Matlab混合编程, 设计并实现了内嵌模式识别算法的上位机监控软件, 并发布成可执行文件。模式识别采用支持向量机（SVM: Support Vector Machine)方法, 相比PCA(Principal Component Analysis)、 神经网络等算法提高了小样本情况下的泛化性能。利用该系统对4种香水进行训练、 识别, 分类准确率达92%, 检测结果表明, 该电子鼻系统在香水识别方面具有较高的准确性和稳定性。     

In2O3多孔有序薄膜的制备及其对丁酮气敏特性

利用气/液界面自组装法和溶液浸渍转移法制备了单层和双层氧化铟多孔有序气敏薄膜,并对其进行了气敏特性测试,同时利用多物理场耦合进行气敏特性仿真研究.结果表明,制备的气敏薄膜具有规则的孔道结构,孔壁呈现为具有大比表面积的片状结构.基于该气敏材料的气体传感器对丁酮表现出优良的气敏特性,单层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度350℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为15.37,响应时间仅为4.3s;双层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度375℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为20.45,响应时间为22.7s.仿真结果与气敏特性测试结果吻合较好.     

基于MSP430单片机的多传感器家居安全告警系统设计

设计了一个以MSP430单片机为核心的多传感器现代居家安全告警系统．以MSP430G2553单片机为控制核心,采用多传感器集成的模块化方式进行设计,系统主要包括电源控制模块、信号处理模块、传感器模块、键盘控制模块、液晶显示模块及告警输出六个模块．传感器模块采用可扩展设计模式,告警输出采用分级设计模式,方便不同用户的需求．同时强化了系统自身安全的监控,双供电模式、自身震动监控、告警模块防爆设计、紧急告警模式等能有效的保证系统安全并在第一时间内发出告警信息．实验结果表明系统具备良好的稳定性和可靠性,达到实际使用要求．