基于STM32RBT6的便携式甲烷浓度检测仪

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测, 设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、 以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、 片上集成高精度数模转换电路、 铁电存储器、 集成USB（Universal Serial Bus）接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高, 通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线, 整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试, 配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、 提升了检测系统给的性能。     

基于TDLAS的甲烷遥测技术

主要研究了基于TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱）的甲烷气体浓度遥测技术。对其工作原理、系统构成进行分析,重点研究系统光学部分设计,以提高系统的接收效率。实验证明能够达到利用漫反射光线高速高精度检测甲烷气体浓度的目的。     

基于C8051单片机的光纤气体检测系统设计

以C8051单片机为平台介绍了光纤气体检测系统的实现.文中以甲烷为待测气体,利用傅里叶级数分解对气体吸收信号进行分析,并利用一次谐波信号检测甲烷气体浓度.文中对气体检测系统各模块的功能进行分析,详细分析了数据采集与处理部分的实现,设计了相应软件流程,对测试结果进行分析.系统实时性好,在煤矿瓦斯气体监测领域有广泛应用前景.     

基于AVR单片机的可燃气体报警系统设计

利用Atmel公司的AVR单片机和日本Nemoto公司生产的催化燃烧式可燃气体传感器NAP-100AC设计了一套智能可燃气体报警系统,系统由可燃气体控制器和探测器组成,装于探测器上的传感器NAP-100AC用于检测可燃气体浓度,经过信号放大处理电路后由探测器进行AD采样,计算当前测试区域的气体浓度,控制器与探测器之间采用RS-485总线进行通讯。该系统能够在0%LEL~100%LEL范围内对甲烷浓度进行实时监测及动态显示,具有二级报警及历史数据查询等功能,可应用于城市可燃气体监测及工业可燃气泄漏检测。     

气体流量对石英增强型光声光谱检测精度的影响

石英增强型光声光谱(QEPAS)检测技术在痕量气体浓度检测方面具有灵敏度高、可靠性好、系统体积小等优势。以二氧化碳(CO2)为目标气体,深入研究不同气体流量对QEPAS检测系统精度的影响。通过Fluent ANSYS仿真软件对气体流场进行分析,完成对不同流量情况下气室内压强和流速的仿真。通过基于QEPAS的CO2气体检测系统的实验,研究了气室压强对气体浓度检测的影响。实验结果表明通过控制气体流量使得气室内的压强为1.08e-1~1.48e-1 Pa时,检测信号与气体浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.99971,系统相对误差为0.5%,系统检测下限为72ppm。     

气体泄漏红外成像检测系统的性能测试方法研究

气体泄漏红外成像检测技术以其高效率遥测成像等显著优势成为气体泄漏检测的有效手段之一,针对此类系统探测能力的评价方法不全面的问题,通过改造MRTD测量靶标及方式,提出了适用于被动式气体红外成像检测系统性能的最小可分辨气体浓度MRGC (minimum resolvable gas concentration)评价方法,设计并搭建了MRGC性能测试系统,并以乙烯气体为检测目标进行了测试,测试结果与系统MRTD曲线的变化趋势具有较好的一致性.      

易燃易爆气体浓度智能监测仪的设计

为了对易燃易爆气体浓度进行检测,以便给人们提供一个安全、舒适的场所,设计了一个可实现对天然气、煤气、烟雾等易燃易爆气体浓度超标时自动语音示警的智能检测系统。文中给出了硬件结构,详细的阐述了软件设计流程,实验测试结果令人满意。该系统基于SPCE061A单片机和MQ-2传感器等成本较低的电子器件而设计,其硬件结构简单,具有体积小、性价比高、且灵敏度高等特点,可以应用到各类场所,具有广阔的应用前景。     

可燃性气体智能检测系统软件的设计与实现

可燃性气体的实时在线检测及报警,对于保障工矿环境和人身安全有着重要的意义。本文针对所设计的甲烷气体检测系统,采用编程软件VisualC 6.0,基于Windows98操作系统,编制出一套智能检测软件,并应用在实际的气体检测中。软件不仅运用于甲烷气体浓度的检测,稍加修改各参数,也可以检测其它气体的浓度。     

可燃气自动检测与报警智能控制系统的设计

本文设计了一种以"防患于未然"为特色的可燃气体自动检测与报警系统,该系统主要分为可燃气浓度检测、人性化声光报警和自动强制执行机构三部分.将检测到的可燃气体的浓度进行科学化分级,针对不同的警报等级进行人性化的声光报警,达到"低等级险情不惊慌,高等级险情有人管,紧急险情有保障"的目的,实现"预防为主,防控结合"的人性化全自动报警与控制.     

结合传感器阵列和BP神经网络的挥发性有机物定量检测系统

为了快速准确获得挥发性有机物浓度,提出了一种基于金属氧化物气体传感器阵列和BP神经网络的挥发性有机物定量检测系统。首先,使用4个金属氧化物气体传感器组成传感器阵列,将被测气体组分与浓度转化为电信号波形,对传感器阵列信号进行特征提取得到特征矩阵;然后,使用BP神经网络实现目标气体浓度的检测,对BP神经网络拓扑结构设计与参数进行优化;最后,使用遗传算法提高BP神经网络检测精度。采用该检测系统检测混合气体中挥发性有机物异戊二烯浓度,检测结果表明,异戊二烯、氨气混合气体和异戊二烯、丙酮、乙醇混合气体中异戊二烯体积分数的均方根误差分别是0.058和0.077,系统满足挥发性有机物定量检测均方根误差低于0.1的要求。     

矿用光纤气体检测中的最小二乘拟合方法研究

由于矿用光纤气体检测系统中线性最小二乘拟合方法只适用于光谱吸收率小于0.1的气体检测,针对光谱吸收率增大时气体吸收谱线与浓度的变化呈现非线性的问题,本文采用阻尼最小二乘拟合算法进行气体浓度的计算。实验结果表明,改进的矿用光纤气体检测系统检测极限由原来的100 ppm提高到了30 ppm量级,简化了标定程序,能够更好地满足煤矿安全生产的需求。     

基于Mid-IR LED的甲烷气体浓度检测方法研究

在矿井和隧道中,甲烷(CH4)气体的浓度监测极为重要.首次设计了一种以中红外发光二极管作为光源的基于光谱吸收原理的高精度CH4气体浓度检测方法.该方法采用5.8kHz的交流恒流源对中红外发光二极管进行激励,中红外发光二极管产生的中红外光在气室被甲烷吸收后,照射在接收端的中红外光电二极管上,产生光电流.用高增益跨阻放大器对光电流进行选频预放大,并用锁相放大器对与气体浓度相关的电信号做进一步的检测,最后,采用由单片微处理器构成的数据采集系统对检测结果进行数据化,对数据进行降噪处理,修正检测系统的非线性误差,最终将气体浓度检测结果显示出来.该方法还对中红外发光二极管以及中红外光电二极管的工作温度进行了恒温控制,保证了中红外器件中心波长的稳定性.同时构建了以低成本中红外发光二极管器件为基础、结合微弱信号检测技术的方法验证系统.结果显示,该方法具有检测时间短、操作简单、精度高和环境适应性强等特点,是一种可行的、优点明显的CH4气体浓度测量方法.     

光离子化信号检测仪的若干特性研究

根据微弱光电离信号的检测需要,开发出光新型离子化信号检测仪.给出仪器工作原理和硬件核心设计,集气体光电离检测、微弱信号收集、信号检测与数据处理等技术于一体.讨论了仪器电离源和实验样品的选择,并设计出系统实验装置.利用国家标准物质研究中心配制的标准气体和检测仪进行联测,检验了极低浓度挥发性有机化合物的检测效果,并估算了仪器的灵敏度和检测限,效果令人满意.     

基于光纤环衰荡腔的甲烷传感系统

为测量甲烷气体浓度,设计基于光谱吸收原理测量气体浓度的传感系统。该系统利用光纤环衰荡腔代替传统的光学腔,使光源产生的光脉冲信号在光纤环中多次循环吸收,延长了吸收路径,从而大大缩短了气室长度。利用该系统对甲烷气体浓度进行测量,对测量结果的参数进行分析,并通过实验仿真得到甲烷气体浓度与光脉冲信号衰荡时间的关系。结果表明:实验结果与理论相符,证明所设计系统正确可靠。     

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.     

SF6气体开关室环境监测及自动报警系统

系统不仅对SF6(六氟化硫)气体绝缘开关室内的SF6气体泄漏浓度和O2(氧气)浓度以及环境温度、湿度等多种参数进行在线检测,而且可以检测GIS(气体绝缘全封闭组合电器)内部与SF6气体有关的各种物理参数,如露点、气体密度、温度等,并对SF6泄漏和O2浓度过低自动进行声光报警.     

基于高灵敏度电化学传感器的有害气体检测系统设计

针对低浓度有害气体实时监测的问题,采用高精度电化学气体传感器,设计了用于检测低浓度CO、NO₂的环境有害气体检测系统,将卡尔曼滤波与小波滤波相结合对存在噪声的微小信号进行提取,并将嵌入式技术与Web技术相结合构建了实时低浓度CO、NO₂的有害气体检测系统。通过研究电化学气体传感器特性,设计了恒电位操作电路和nA级电流检测电路。针对标定过程中存在有害气体污染等问题,设计了更加安全的标定实验。所设计系统实现了10^-6级电化学传感器的驱动、检测、信号处理远传和网络查看监控数据等功能,检测系统具有良好的精度和友好的用户界面。     

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FPGA的井下多参数检测仪的设计

本文介绍一种以FPGA为核心控制处理器的对CH_4、CO、H_2S和O_2气体浓度以及环境温度、湿度等6个参数进行检测的井下多参数检测仪,依靠多种气体传感器做成的传感器模块精确检测井下气体的含量,将气体含量等参数通过LCD显示屏进行显示。实验结果表明,这种多参数检测仪具有集成度高、智能化、低功耗等优点,能够对井下气体浓度信号进行高速精确处理,软、硬件设计稳定可靠,达到设计要求。