高精度紅外光學(xué)氣體傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展所引起的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，高精度的氣體檢測(cè)技術(shù)在諸如?；繁O(jiān)測(cè)、環(huán)境污染治理等領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。實(shí)驗(yàn)室前期制作的傳感器存在著檢測(cè)精度不高，使用不便等特點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)實(shí)發(fā)展需要。結(jié)合目前氣體檢測(cè)領(lǐng)域的檢測(cè)要求和紅外光譜吸收技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)，本文提出一種用于甲烷檢測(cè)的高精度紅外氣體傳感器。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)了橢圓式氣室結(jié)構(gòu)。通過(guò)理論分析，證明橢圓式氣體結(jié)構(gòu)對(duì)紅外光能的利用率較高，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)傳感器

2、的氣室結(jié)構(gòu)和布局參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；⑵設(shè)計(jì)微弱信號(hào)檢測(cè)模塊。設(shè)計(jì)了一個(gè)三階的濾波放大電路，將探測(cè)器輸出的微弱電流信號(hào)處理成1V左右的電壓信號(hào)；⑶軟件算法修正。首先對(duì)建立的氣體濃度與光強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償和光路模型修正，其次，實(shí)驗(yàn)標(biāo)定時(shí)采用二次差值查表的方法，用拋物線代替直線段，進(jìn)一步減少了計(jì)算誤差。⑷通過(guò)上述三個(gè)方面提高傳感器的探測(cè)精度。將傳感器進(jìn)行組裝調(diào)試后，通過(guò)配氣系統(tǒng)對(duì)傳感器的反應(yīng)時(shí)間和探測(cè)精度進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傳感器的探測(cè)誤