首页 > 学术论文

非分光红外甲烷浓度检测仪的研制

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:12:39
热度:

非分光红外甲烷浓度检测仪的研制【摘要】:以矿井下甲烷气体为检测目标,设计出一种基于非分光红外吸收原理的气体检测仪。目前国内用于甲烷探测的设备普遍存在着体积大、成本高以及反应时间慢等

【摘要】: 以矿井下甲烷气体为检测目标,设计出一种基于非分光红外吸收原理的气体检测仪。目前国内用于甲烷探测的设备普遍存在着体积大、成本高以及反应时间慢等问题。基于红外吸收原理的甲烷浓度检测仪,具有响应速度快、不易中毒、防燃防爆等优点,拥有良好的发展前景。 气体传感器的设计是本设计的重点和难点。通过分析甲烷气体分子的特征吸收谱线选择3.31μm作为甲烷的特征吸收波长,引入参比波长4.0μm对测量结果进行修正,使精度和稳定性明显提高。选择波长覆盖至4.4μm高稳定性的白炽灯和双通道的热释电探测器作为传感器的红外光源和探测器。传感器的光路设计采用单波长双光路,综合考虑响应时间、灵敏度、稳定性以及信号强度等因素,在实验的基础上来确定光源调制频率以及气室的结构。增加气室温控电路补偿环境温度对检测结果造成的影响。 为了放大和提取传感器输出的微弱信号,设计了滤波器、锁相放大器以及软件滤波程序。以单片机PIC16F877为核心的检测系统用以实现数据的采集与处理以及显示与传输,包括A/D转换、报警值的在线修改与存储、数码管显示、声光报警以及二线制传输等功能。 大量的实验用以分析影响系统稳定性的主要因素有随机干扰、外界光照以及温度,并找出有效的解决方案。最后进行甲烷气体的检测实验以及不确定度分析。 【关键词】:甲烷 红外吸收原理 气体传感器 检测
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP216
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第1章 绪论7-12
  • 1.1 课题背景7-8
  • 1.2 几种常见的甲烷检测方法8-9
  • 1.3 红外吸收型气体检测仪器的发展趋势9-10
  • 1.4 主要研究内容10-12
  • 第2章 红外甲烷检测仪的原理12-17
  • 2.1 红外辐射现象12-13
  • 2.2 甲烷(CH_4)气体分子的吸收谱线13
  • 2.3 朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律13-14
  • 2.4 差分吸收技术14
  • 2.5 微弱信号检测技术14-16
  • 2.6 本章小结16-17
  • 第3章 甲烷气体传感器的设计17-25
  • 3.1 红外光源的选择17-18
  • 3.2 红外热释电探测器18-19
  • 3.3 光源的调制19-21
  • 3.4 气室的研究21-24
  • 3.5 本章小结24-25
  • 第4章 红外甲烷浓度检测仪的设计实现25-43
  • 4.1 PIC 单片机简介25-26
  • 4.2 电源模块设计26-27
  • 4.3 光源调制电路27-28
  • 4.4 信号调理电路设计28-31
  • 4.5 A/D 转换模块31-32
  • 4.6 气室温控电路设计32-33
  • 4.7 输入、输出功能模块设计33-36
  • 4.8 检测系统软件设计36-42
  • 4.9 本章小结42-43
  • 第5章 实验及误差分析43-50
  • 5.1 干扰分析43-45
  • 5.2 气体检测实验45-47
  • 5.3 不确定度分析47-49
  • 5.4 本章小结49-50
  • 结论50-51
  • 参考文献51-54
  • 附录 气室结构图54-55
  • 攻读学位期间发表的论文55-57
  • 致谢57


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

催化元件配对工艺及瓦斯检测方法优化    刘志存,于海珠

可燃性气体智能检测系统软件的设计与实现    王莉田,王杰

载体催化元件变流检测矿井瓦斯    刘志存;

红外气体分析器    张永怀,白鹏,刘君华

A high sensitivity spectrometer with tunable diode laser for ambient methane monitoring    阚瑞峰;刘文清;张玉钧;刘建国;王敏;陈东;陈玖英;崔益本;

气体传感器及其发展    潘小青,刘庆成

气体浓度检测技术的现状和应用    江福椿,朱昌平,林善明,徐霞,王森

单片机控制的二线制变送器的设计与实现    冯镇昌;

红外甲烷传感器的实时温度校正模型的建立    张立萍,张帆

谈矿井瓦斯爆炸    张国栋;

光电池输出型光电耦合器的研制    李应辉;龙平;蒋城;张怡;刘永智;

MEMS微加速度与微角速率集成传感器的研制    吕树海;杨拥军;徐淑静;张旭辉;

论乡镇煤矿测绘薄弱环节及强化措施    陈兵兵

油中气体在线分析技术    乐莉,周方洁,胡劲松,刘先勇

基于MEMS技术微双桥催化LPG传感器研究    张洪泉;施云波;郭建英;

半导体气敏元件在水果保鲜中的应用研究    张海峰;钟铁钢;梁喜双;全宝富;

热燃烧式瓦斯传感器催化剂失活机理研究    张洪泉;郭建英;施云波;

基于催化剂表面修饰改善催化传感器性能    刘志存;鲁百佐;

催化燃烧式LNG传感器自校准技术的研究    丁喜波;郭如健;岳乐鹏;王战锋;

测量甲烷体积分数的高灵敏度光纤传感器研究    付华;井毅鹏;

CH_4气体光纤传感器的研究    叶险峰,汤伟中

关于变压器油中溶解气体在线监测的综述    贾瑞君

便携式气体浓度测量仪    王彩君,黄智进,吴兴惠

SiC气体传感器    姬慧莲,杨银堂,郭中和,柴常春

催化元件变流检测矿井瓦斯    刘志存

吸收式环境气体光纤传感器    王莉田,史锦珊,王玉田

瓦斯传感器稳态工作方程与线性补偿模拟    刘建周,王永志,冯业铭,魏贤勇

光纤气体检测技术的探讨    李军,王静,杜鸿

光纤气体传感器的研究    王玉田,王莉田,郑龙江,侯陪国

应用灰色理论预测变压器等充油设备内的油中气体浓度    袁保奎,郭基伟,唐国庆

铜绿山矿立式砂仓充填系统的自动控制设计    冯和平;刘文;

矿山专用检测仪表一览表    

电阻点焊的电流检测仪表设计    张金勇;白钢;何宇航;朱瑞峰;

自动化仪表技术发展中的几个问题    吴钦炜;

连铸机检测技术的发展    郭海新

传感器和检测仪表的现状和发展趋势    卞正岗;

GPRS流量计费的检测方法    高峰;张治兵;胡迪;王若臣;严峻;

水力发电与电力行业专用检测仪表/自动化装置的最新产品简介    

水力发电与电力行业专用检测仪表/自动化装置的最新产品简介    

PLC控制系统在喷煤工程中的设计与应用    李文霞,路海风,刘海峰,梁富生

西安特种仪表研究所    

煤制氢装置中检测仪表的选型与控制系统设计介绍    徐群丽;

转炉炼钢检测仪表的故障分析及维护技巧探讨    王勇;

鲜奶中污染菌电子检测仪的设计和制作    邓孟楠;卢智远;吴兴旺;莫浩章;

降低分支电路电气火灾风险的措施与预防性检测    任长宁;

《过程检测仪表》双语课程建设与教学改革    马庆春;罗雄麟;

工业自动化的技术发展    薛兴昌;

地下空间空气质量检测仪的现场标定与校准方法研究    程涛;韩旭;周森林;刘永华;

热连轧技术的发展及生产中的应用    颜满堂;张奉贤;

柳钢2032热轧生产线自动化系统总体设计    肖箐;陆兆刚;

不需检测仪表的红外遥控器鉴定法    无锡 杰瑞

传感器和检测仪表的现状与发展趋势(下)    

标准、测试成40G发展关键点    信息产业部电信研究院通信标准研究所 张海懿

长庆分公司马惠宁线首次进行仪表检测    梁国华 房斌奇

软件产业驶入高速发展轨道    张洪潭 本报记者 傅瑶

重庆四联六家实体同增长    林应植

水表检定有了新手段    雒建民

科技打造嘉慧未来    

钢铁工业自动化仪器仪表发展现状    自仪

让智能化走进千家万户    实习记者 程超

中厚板轧制过程软测量技术的研究与应用    丁敬国

矿山多功能检测仪及数据无线传输的研究    王兵

基于CAN总线的智能流量检测仪表与系统的研究开发    夏冠华

井下便携式多参数检测仪的硬件实现    夏杰

PLC在转油放水过程中的应用    王晓华

电机试验微机检测系统研究    游陶

油田集输、注水泵站生产自动化监控系统的应用研究    鲍秀华

基于PowerPC的炮车综合显示系统的设计与实现    易芸佳

基于MPC8260的战车综合显示器的设计与实现    李巍

稀土萃取过程仿真实验平台的研究与设计    胡赟

机动车安全性能检测仪表设计    张培