基于煤矿瓦斯浓度的窄带光源谐波检测技术研究

在对煤矿瓦斯气体浓度的检测中,由于噪声、气体的吸收峰很窄、光源波长随温度的漂移等原因将引起测量的不稳定,通过采用对激光器的中心波长和气体吸收峰中心波长对准,测量光经过气体时的损耗就可以检测气体的浓度,利用一次谐波作为误差信号,可将光源精确地锁定在气体吸收峰上,并给出了窄带光源谐波检测的理论依据.实验结果表明,该方法可应用于甲烷气体浓度的光谱测量,它具有高精度、强选择性、快速响应等特点.     

基于电容式电桥的气体浓度探测器

瓦斯和一氧化碳等可燃危险气体的浓度检测一直是煤矿安全生产重要前提。甲烷是瓦斯的主要成分,也是引起煤矿瓦斯爆炸的主要原因。为了尽可能的减免这一危害,就要求能对这些气体进行快速、准确的检测,从而进行有效的控制,这对煤矿安全生产具有重要的意义。该实验致力于运用电容式传感器对气体浓度测量,并且将电容式电桥用于测量电容的变化,并由此建立数据库,运用此套装置完成对甲烷气体的浓度测量。     

嵌入式系统在热电厂流量积算仪中的应用

智能型流量积算仪具有远程控制以及传输的功能,其控制系统的核心采用嵌入式微控制器构成,不仅能够对不同的输入信号进行测量,还能测量不同性质气体的温度、压力、流量以及积算流量值,可以任意设置其工作参数。不光能提供输出对应流量开方信号的模拟电流信号给记录仪等使用,还能显示测量值,还可以将通过串行口的结果,构成和上位机组成的主从分布式网络,是简单实用的智能化仪器。     

ATLAS-AMP3四极质谱计对不同气体测量特性的校准

本文提供了四极质谱计ATLAS-AMP 3对六种气体:N_2、Ar、H_2、O_2、CH_4和H_2O的测量特性的校准数据。在校准过程中,气体分压强的测量,采用以电容薄膜规为标准规来校准BA型电离规,并由BA规来测量。实验结果表明:在高的次级电子倍增电压下,各种气体的质谱碎片峰信号与主峰信号比值才趋于常数;气体分压强与主峰输出信号的比值随次级电子倍增电压增大而急剧减少。     

碳纳米管气体传感器综述

碳纳米管是一维纳米结构,具有表面吸附能力强,导电性良好和电子弹道传输特性等优势,这些力学、电学、物理和化学性能使得其成为制作纳米气体传感器的理想材料。运用碳纳米管制作的气体传感器具有灵敏度高、响应速度快、尺寸小和能在室温下工作等诸多优点,是很有前景的气体传感器。本文对碳纳米管气体传感器研究进行了综述,并对其研究及应用前景进行了展望。     

利用激光测量气体微小扩散量的研究

在油压系统中,存在于工作液体中的气泡、压力的变化特别是突然的变化等有时会导致系统不能继续正常地运转,甚至产生破坏.气体与液体之间的扩散是使得液体中的气泡生长及压力变化的主要物理现象.因此有必要研究气体—液体之间的扩散特性.提出了一种使用激光干涉法和U型管相结合,对气体体积的非常微小的变化进行测量的方法.对于气体—液体,气体—液体—橡胶组成的体系的扩散量分别进行了测量.为了验证此种方法的精确程度,推导出了从理论上计算气体扩散的计算方法.测量结果与计算值都能很好地吻合.实验结果上验证了橡胶层的存在对气体的扩散量将会产生一定的影响.     

ZnO薄膜声表面波型SF6气体传感器的研究

提出了一种基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器.将利用微乳液法制备的ZnO颗粒制作在声表面波器件上,形成了一种对SF6气体具有物理吸附和脱吸附作用的ZnO薄膜.应用小波函数加权的输入换能器和具有抑制体声波作用的多条耦合器到声表面波器件中,传感器的频率响应特性得到了提高.声表面波器件的双声路结构消除了因外界测量条件改变引起的测量误差,进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器具有较好的重复性和较强的连续测量特性,在测量范围内对各种浓度的SF6气体具有好的响应特性,传感器在9(SF6)为0.5×10-6到20×10-6范围内的线性灵敏度大约为7.3 kHz/10-6,但对CO2、N2具有一定的交叉灵敏度.     

气介超声检测换能器应用研究

以空气为介质的超声检测技术,作为检测和控制的一种手段,具有简单可靠、抗干扰能力强、适用范围广、不受电磁影响等优点．随着对超声波在气体中传播特性的研究及小型高灵敏度超声发射和接收技术的发展,超声在空气中的检测应用也越来越广泛．特别是近年来微机的应用,使得超声在气体中的检测精度、可靠性和自动化水平大为提高．其主要是通过测量超声波传播的时间、声衰减和声阻抗率的变化等特征,进行非电量的电测量和过程控制     

烟气组分含量连续监测系统探头设计及标定方法

为解决采用紫外差分吸收光谱法对烟气中主要气体污染物SO2和NOx进行测量时不方便和误差较大的问题,该文设计了单边插入式双光路探头,能较好适应烟道内高温对探头形状的影响,工作稳定可靠,现场调整方便。光谱数据的定标和标准量化是以Lambert-Beer定律为基础,针对实际环境中的非线性因素所产生的偏离Lambert-Beer定律的现象,该文提出一套可将气体长度变化等效于浓度变化的标定方法,采用不同长度的单一浓度的标准气体,实现了探头高精度标定。使用标定后的探头对SO2和NO两种气体进行多次测量,平均偏差均小于1.5%。     

局部放电脉冲测量系统的设计

为了在实验室中对绝缘介质的局部放电脉冲进行深入研究,本文设计了一套用于局部放电脉冲测量提取的测量系统,系统将超宽带测量和窄带测量相结合,具有较宽的频率响应特性,根据高压试验大厅的实际情况采取了一系列措施进行干扰的消除,提高了系统的抗干扰能力。利用标准方波源对系统宽带检测阻抗进行了校验,同时利用标准电晕模型对整个测量系统进行了检验,结果表明该测量系统信噪比高,抗干扰性能强,可以满足要求。     

基于石英晶体传感器的凝血酶原时间检测系统的研制

介绍了石英晶体传感器检测凝血酶原时间的基本原理,并以石英晶体为传感器研制了一套凝血酶原时间检测系统.该检测系统以单片机为控制核心,使用FPGA完成石英晶体的频率变化的测量功能,通过分析频率变化规律,计算出凝血酶原时间.检测系统具有体积小、灵敏度高、可实时检测、成本低廉等特点.     

胆红素在纳米CdSe表面吸附行为的QCM研究

用石英微天平技术详细研究了胆红素在纳米CdSe晶体表面上的吸附行为.从频率测试中得出的吸附动力学参数约是(1.5±0.32)×106 M-1(平均数±相对误差).此法细致研究了CdSe悬浮液的阻抗性能和压电性能.实验中发现胆红素在CdSe纳米晶上的吸附作用受体系温度、pH和离子强度等因素影响较高温度不利于胆红素的吸收,但随着pH、离子强度和胆红素浓度的增大胆红素的吸附量明显增大.研究表明基于CdSe纳米组装的传感器对胆红素十分敏感.此技术为分析胆红素在CdSe纳米拓扑界面的吸附与解吸机制提供了有效的方法.     

基于有限元分析的石英晶体微天平电极结构优化设计

针对某些电极结构会破坏石英晶体微天平厚度切变振动模态单一性的问题,该文提出了基于有限元分析优化设计电极结构的方法.该方法直接对原始问题的机电耦合进行三维分析,计算出更加准确的设计参数.基于有限元分析软件ANSYS10.0对石英晶体微天平进行三维建模,验证了建模的正确性,并对不同电极结构尺寸进行仿真计算,对出现的耦合情况进行了分析,通过实验结果对比,提出较佳电极尺寸结构为厚度100 nm,半径3 mm;为解决金电极能陷效应不够理想的问题,提出在晶片上下表面筑平台的设计,有限元计算结果表明此设计能改善电极区的能陷效应,并且较佳平台高度为9.8 μm.     

基于多壁碳纳米管敏感膜的石英微振天平气体传感器敏感特性的研究

多壁碳纳米管（Multi-Wall Carbon Nanotubes,MWCNTs）作为新型的纳米气敏材料被涂覆在石英微振天平（Quartz Crystal Mierobalance,QCM）的表面,依据QCM在干燥空气及被测气体中的频率变化初步探讨了涂覆了MWCNTs的QCM对16mg/m^3甲醛和9．64mg／m^3水蒸汽的敏感特性。     

影响石英晶体微天平频率变化因素的分析

由QCM技术与电化学技术联用,构成的电化学石英晶体微天平(EQCM)技术是一种有效的研究电极表面过程极其灵敏的新方法,在电化学反应机理、电聚合、表面电化学等领域的研究中,有其独到之处,具有很好的应用前景.但在我国,对QCM理论了解的人们不多,并且影响液相中石英晶体振荡频率变化的因素比较复杂,其实际应用的效果并不理想.本文详细分析了影响石英晶体微天平频率变化的因素.     

The mass recognizing property of DLC film for formic acid vapors

The carbon films are prepared by r. f. plasma method with n-butylamine as carbon source. The analysis of Raman spectrosewpy shows that this kind of carbon film has diamond-like structure, and IR spectroscopy measurement indicats that there are SP² bonding, SP³ bonding and amino-group in the film. It is the existence of amino-group and hydrogen atom that cause the amorphous structure and the deformation of bonding to increase, thus leading the Raman spectrum to form a broad absorption band. The quartz crystal microbalance (QCM) deposited with this kind of carbon film as recognizing coating is very sensitive to formic acid vapors. This QCM sensor has good reproducibility, high stability, rapid response and long lifetime.     

基于ARM的食品过敏原快速测试仪设计

设计了一种基于石英晶体微天平的便携式食品过敏原快速测试仪,其工作原理是抗体抗原电化学反应过程中,反应物积淀到电极而引起石英晶体振荡频率的改变,通过测量石英晶振的频移,并利用一定的数学模型实现半定量测定过敏原。该系统主要由独特的高频信号发生器、QCM传感器和信号采集处理器等部分组成,借助嵌入式计算机强大的数字信号处理功能,实现了在线实时快速测量,且具有较高的测量精度。此外,如换用其他生物传感器和相应的分析软件,也可用于有害气体、水质等的微检测。     

基于COOH/SBA-15的谐振式氨气传感器气敏性能研究

针对化工生产过程中易出现的氨气泄露等问题,采用共聚法合成了羧基功能化介孔硅材料(COOH/SBA-15),并将其作为敏感材料设计了一种石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)式氨气传感器.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、全自动比表面积和孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对敏感材料的形貌和结构进行了表征,并系统地研究了基于COOH/SBA-15的QCM传感器的气敏性能.测试结果表明该传感器对氨气(NH3)的检测限可达到10-6(体积分数),所合成的COOH/SBA-15-2样品对体积分数为20×10-6的NH3响应恢复时间分别为5s和7s.同时,该传感器对NH3具有较高的化学选择性和稳定性,具有较高的实用价值.     

强声发生器加压室频率响应特性研究

本文采用边界值方法求解强声发生器加压室波动方程,构建强声发声器类比电路模型,仿真分析加压室出口频率响应特性;结果表明：高频范围内,强声发生器加压室将产生高次波,导致加压室出口频率响应失真;通过设计不同加压室出口位置与半径,可抑制加压室出口处频率响应失真。     

两点支承平面结构多点输入随机地震响应分析

推导双支座双质点简化模型多点输入地震响应功率谱密度函数解析式,从中分离出多点效应项,借此研究行波效应和部分相干效应等多点输入效应对大跨结构随机地震响应的影响.并以一门式桁架结构为例,检验由简化模型得到结果的实用性.研究结果表明:行波效应和部分相干效应均增大结构拟静力响应;相对动力响应受行波效应影响呈三角函数式波动,极值点分布由自振频率与行波频率的比值确定,极值点特性由振型特性与地震动方向共同确定;部分相干效应减小相对动力响应随行波频率的变化幅度,但不改变相对动力响应的极值点分布规律.对于实际工程而言,选取不同的视波速得到的结构响应差别很大,应使用可靠视波速或采用多个可能视波速试算才能保证计算结果的可靠性;部分相干效应的影响相对较小,特别是当结构跨度较小时,几乎不受部分相干效应的影响.