基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究

本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。     

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。     

一种提高激光三角法薄板在线厚度测量精度的方法

提出了利用3个结构相同的激光三角测量模块,结合三同步驱动技术,通过保证上、下激光三角测量模块得到的厚度数据与第3路厚度补偿数据的同步来提高精度的方法.最后,采用统计上、下界法通过随机测试数据对测量系统的收敛性进行了分析.实验结果表明,该方法能够有效提高在线厚度测量精度.     

基于螺距误差补偿提高YK7350数控磨齿机的运动精度

文章研究了激光干涉仪测试系统的安装和激光准直方法,以西门子828D数控系统为例编制了定位精度测试程序,完成了YK7350数控磨齿机的定位精度测量。通过测试数据分析得到误差补偿表,对数控系统进行螺距误差补偿后,重新测试发现机床精度得到有效提高,经磨齿加工验证,产品质量符合要求。     

干涉法测量气体温度场的深入研究

研究了光学干涉方法测量气体的温度分布,组建激光干涉测量系统,通过实验得到有温度扰动的气体流场的干涉条纹,用CCD采集干涉条纹图,并对其进行傅立叶变换、相位提取和数值计算等分析处理,得出气体的温度场分布.光学干涉法可以实现高效、高精度、全场温度分布的测量,适用于工业应用中的温度测试.     

石英谐振式力传感器的温度特性及其自补偿

石英谐振式力传感器的温度特性是实际应用中一个需重点考虑的性能参数。本文通过分析石英晶体谐振器在基频谐振与三次谐波振动下所表现出的不同频率——温度特性，对石英谐振式力传感器的相应温度特性进行了分析研究，并提出了传感器温度特性的自补偿方法。实验结果表明，同时测量同一传感器在不同振动模式下的频率，可在一定精度上实现传感器工作温度的自测，从而可在不另增加测温元件的条件下实现传感器温度特性的补偿。     

天然气水合物形成条件的实验研究与理论预测

利用可视化高压流体测试装置在273.58-288.96K的温度范围内测量了甲烷和合成天然气（甲烷，乙烷和丙烷的混合物）水合物的形成条件。实验结果表明，温度越高，水合物形成的压力越高，而且压力的增加率越大。根据van dew Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论，应用气体不合物相平衡计算数学模型对实验体系水合物的形成条件进行了预测计算，取得了较好的结果（甲烷水合物相平衡温度的平均相对误差为0．1554％，合成天然气相平衡温度的平均相对误差为0．2403％）。     

基于现场称重测试系统的设计与研究

依据系统结构原理，推导出数学模型，提出一种适于称重传感器测试系统的控制策略。根据该测试系统的特点，建立误差补偿模型，确定数据处理方法。 试验结果表明，整个测试系统简洁、高效、可靠；控制方案简单、易行，满足系统的性能要求；所采取的误差补偿办法切实可行， 经过处理的测试数据能够准确反映传感器测试系统的性能。     

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.     

光纤光栅应变传感器的温度补偿

为建立经过钢套筒封装后的光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,从封装传感器的微观结构出发,利用光栅与封装套筒在界面上力学作用机理推导出封装传感器的波长变化与环境温度、应变变化值之间的关系式.给出了应变传感器进行应变测量时的温度补偿公式与工程实施方案.室内的标准实验证明:对于封装的应变传感器进行应变测量时,采用建立的温度补偿公式与实施方案能够正确剔除温度影响,得到真实的应变值,如果采用传统的裸光栅温度补偿方法在温度变化幅度较大情况下将导致严重的系统测量误差.     

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。     

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.     

单片机在非线性补偿中的应用

流量积算仪是用来接收流量传感器信号的二次仪表,由于气体介质温度,压力的影响,在测量时需根据当时所测得的温度,压力值进行修正,以保证流量测量的准确性。本文讨论温度压力补偿的硬件电路,特别着重分析用单片机进行非线性补偿的特点及查表法和折线法的综合应用。     

基于STM32的DFB气体激光器驱动电路设计与实验

可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监测电路、电阻-电压变换电路、温度采集电路、MAX1978制冷器控制芯片、数字PID整定算法等于一体的激光驱动器;然后,实验测试激光驱动器对DFB激光器(1 627 nm)电流调谐与温度控制的性能,分析确定DFB激光器波长的电流调谐系数、温度调谐系数以及内部温度误差来源;最后,通过改进B值计算及校正方法,对激光驱动器温度控制误差进行补偿,实现DFB激光器输出波长的精准锁定。实验表明:改善后的激光驱动器较传统激光驱动器的驱动电流绝对误差降低54.5%(±0.005 mA);控制温度绝对误差降低71.4%(±0.01℃);响应时间提高2.98倍(0.067 s/℃);C_2H_4气体检测系统精度提高17%。研究结果为TDLAS气体检测方法的应用提供了可靠的技术支撑。     

单片机在非线性补偿中的应用

流量积算仪是用来接收流量传感器信号的二次仪表由于气体介质温度、压力的影响,在测量时需根据当时所测得的温度、压力值进行修正,以保证流量测量的准确性本文讨论温度压力补偿的硬件电路,特别着重分析用单片机进行非线性补偿的特点及查表法和折线法的综合应用     

溶解氧多参数智能补偿校正检测技术的研究

根据Clark溶解氧传感器的工作原理,在对影响溶解氧传感器检测性能的温度、大气压、盐度等参数进行机理分析的基础上,通过实验对溶解氧传感器进行了以上参数的补偿校正,再将补偿后的溶解氧传感器检测值与碘量法检测值进行对比分析。结果表明,补偿后的溶解氧传感器与碘量法相比,测量值的相对误差小于1%,且具有较高的精度、稳定性及抗干扰能力,能广泛应用于各种溶解氧的检测环境。     

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?..     

温度自补偿微波测厚传感器的研制

根据介质微扰腔体的原理,研制了一种用于无接触测量可塑性薄膜厚度和具有温度?补偿的新型微波传感器。文中阐述了实现温度自补偿的方法并导出了公式,实验结果表明:分析的主要误差与直接测量(0.0012μm/℃)非常吻合,量程为0—100μm,分辨为<0.2μm。     

红外甲烷传感器与催化甲烷传感器性能比较研究

本文通过对采用红外技术设计的GJG4（A）红外甲烷传感器与采用催化元件设计市场主流甲烷传感器进行了井下实验对比的研究,得出利用红外技术原理设计甲烷测量传感器和传统催化元件设计的甲烷测量传感器具有响应时间快,反映灵敏,标校周期长,稳定性高,维护费用低的优点,成功解决了现有矿用瓦斯检测传感器存在响应速度慢,选择性差,测量精度低、受硫化氢气体的干扰大,高浓度瓦斯易造成中毒而无法恢复,使用寿命短,标定周期短的缺陷。     

FBG传感器温度性能及温度补偿实验

FBG温度传感器可以用于测温,在其他参量监测中,还用它作温度补偿.本文对FBG及其传感器的温度性能进行实验研究,旨在研究FBG传感器的温度灵敏度及提高温度补偿精度的方法.结果表明:从实验中得到的温度灵敏度与理论分析结果非常吻合;使用低膨胀材料做工作片基底,用高膨胀材料做补偿片基底,可以有效地减小温度补偿误差,提高测量精度.