收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非分光红外甲烷浓度检测仪的研制

王文萃  
【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。
【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

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 刘志存,于海珠;催化元件配对工艺及瓦斯检测方法优化[J];传感器技术;2005年02期
2 潘小青,刘庆成;气体传感器及其发展[J];东华理工学院学报(自然科学版);2004年01期
3 江福椿,朱昌平,林善明,徐霞,王森;气体浓度检测技术的现状和应用[J];河海大学常州分校学报;2004年01期
4 张永怀,白鹏,刘君华;红外气体分析器[J];分析仪器;2002年03期
5 刘志存;载体催化元件变流检测矿井瓦斯[J];电子测量与仪器学报;2005年03期
6 张立萍,张帆;红外甲烷传感器的实时温度校正模型的建立[J];煤矿安全;2005年07期
7 张帆,张立萍;红外吸收光谱法在气体检测中的应用[J];唐山师范学院学报;2005年05期
8 王莉田,王杰;可燃性气体智能检测系统软件的设计与实现[J];燕山大学学报;2001年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乐莉,周方洁,胡劲松,刘先勇;油中气体在线分析技术[J];变压器;2003年10期
2 孙懋珩;丁燕;;雪崩光电二极管在相位式激光测距仪中的应用[J];电子测量技术;2007年02期
3 张永怀,林继鹏,刘君华;混合标准气体的简易配制方法[J];分析仪器;2004年01期
4 张永怀,白鹏,林继鹏,刘君华;一种新型红外多组份气体传感器[J];光电工程;2004年01期
5 张永怀,刘君华;基于热释电探测器DIGA数学模型[J];光谱学与光谱分析;2004年03期
6 张永怀 ,张进永,刘君华;智能红外多组分气体分析仪[J];测控技术;2004年05期
7 王中训;于澎;;红外测温仪的设计[J];煤矿机械;2006年02期
8 付建华,李振军;低热值矿井气作为城镇燃气的可行性探讨[J];煤气与热力;2003年05期
9 丁俊健,张志勇,潘景辉,阎勤劳;机动车废气分析仪信号处理系统的智能化设计[J];农机化研究;2003年03期
10 师宝山;;基于AT89S51的多参数气体检测仪的研制[J];微计算机信息;2007年19期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 乔奎红;景国勋;王振江;;矿井瓦斯爆炸的特征及控制初探[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
2 王佳元;罗峰;孙泽昌;;红外光电传感器在自动寻迹小车中的应用[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
3 赵利荣;齐飞霞;王中保;;中间包钢水连续测温系统的研究与应用[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
2 纪新明;MEMS红外光声气体传感系统的研究[D];复旦大学;2005年
3 张红梅;基于气体传感器阵列的几种农产品品质检测研究[D];浙江大学;2007年
4 王莉;引信与武器系统信息交联中的光学装定技术研究[D];南京理工大学;2006年
5 惠国华;基于随机共振和定向多壁纳米碳管气敏传感器阵列的SF_6气体检测系统的研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘延辉;特殊形态纳米ZnO气敏性能研究[D];华中科技大学;2005年
2 王苹;光探测器与光接收机的OEIC电路级模拟[D];合肥工业大学;2005年
3 徐安明;基于Nios的聚类向量ARMA轴温探测系统[D];西南交通大学;2005年
4 梁亮;机器人嗅觉和味源定位的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
5 谭秋林;MEMS红外瓦斯传感检测系统的研究[D];中北大学;2006年
6 邓梁;红外光谱细胞水分检测系统设计与研究[D];西北工业大学;2006年
7 牟宣理;非分光红外尾气分析系统设计[D];浙江大学;2006年
8 尹圣宝;激光雷达测距新方法研究[D];浙江大学;2006年
9 李晓天;结构光主动视觉技术在物体尺寸测量及三维重构中的应用[D];吉林大学;2006年
10 赵奕阳;光纤传感式红外水分测量方法的研究[D];华东师范大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾瑞君;关于变压器油中溶解气体在线监测的综述[J];变压器;2002年S1期
2 刘志存;催化元件变流检测矿井瓦斯[J];传感器技术;2003年11期
3 李军,王静,杜鸿;光纤气体检测技术的探讨[J];大连大学学报;2003年02期
4 陈淑清;用迈克尔逊干涉仪测气体浓度的方法[J];大学物理实验;2002年02期
5 刘光会;加强气体分析测试技术研究为微电子工业振兴服务[J];低温与特气;1994年01期
6 王毓德,吴兴惠,李艳峰,周桢来;半导体p+n型气体传感器原理[J];电子元件与材料;2000年01期
7 瞿进文,徐海聂,张中亚;空气中硫酰氟气体浓度的气相色谱法测定[J];分析仪器;2000年02期
8 范世福;现代分析仪器发展的前沿技术和设计思想[J];分析仪器;2000年03期
9 王玉田,郭增军,王莉田,王亮;新型甲烷光纤传感器的研究[J];光学技术;2001年04期
10 潘小青,刘庆成;红外技术的发展[J];华东地质学院学报;2002年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苑高强;贾选军;刘玉岩;;内腔式甲烷喇曼激光器特性研究[J];应用激光;1992年04期
2 郑耀添;;基于单片机的低功耗甲烷检测系统设计[J];微计算机信息;2008年05期
3 管立君;张景超;褚衍平;刘宇蕾;;光纤光栅式甲烷浓度差分检测系统研究[J];半导体光电;2008年02期
4 柴化鹏;冯锋;白云峰;田茂忠;梁文娟;董川;双少敏;;瓦斯传感器的研究进展[J];山西大同大学学报(自然科学版);2009年03期
5 张琳琳;汪岳峰;黄峰;殷智勇;;喇曼频移中甲烷气压对1.54μm喇曼散射红外激光输出功率下降的影响分析[J];红外;2009年07期
6 任建强;;一种光纤甲烷检测仪智能前端系统的实现方案[J];仪表技术与传感器;2009年12期
7 安宇鹏;宋振宇;王一丁;;基于1665nm激光器测量甲烷气体浓度的研究[J];激光与红外;2010年01期
8 李影;童敏明;唐守锋;;基于PANI/PdO复合薄膜的压电甲烷传感器[J];传感器与微系统;2011年08期
9 周元华;;甲烷传感器的智能化设计[J];机械与电子;2007年09期
10 张玲娟;;模糊推理型嵌入式智能甲烷传感器的设计与实现[J];仪表技术与传感器;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董小鹏;付松年;游佰强;;采用新型相关光谱法的光纤气体传感器[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
2 刘树军;李向林;何峰;万里强;陈玮玮;伊亚莉;;CH_4产量与奶牛业常用饲草营养参数的相关性研究[A];中国草学会饲料生产专业委员会第十六次学术研讨会论文集[C];2011年
3 赵华;王劲东;周斌;程炳君;冯永勇;陶然;;火星大气甲烷特征辐射断层扫描立体成像探测器[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
4 梁海波;徐兴安;;红外光谱检测技术在煤层气气测录井中的应用[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
5 程炳钧;赵华;;火星大气甲烷特征辐射断层扫描立体成像探测器研制可行性分析[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
6 刘刚华;高庄矿;卞广清;;JCB-C68A型多功能甲烷检测报警仪的研制[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 寿亦丰;蔡昌达;;大型规模养猪场沼气与废水处理工程的设计(详细摘要)[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
8 方银霞;金翔龙;黎明碧;;天然气水合物对海底稳定性的影响[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
9 叶瑛;陈鹰;黄霞;邬黛黛;顾临怡;杨灿军;陈宁华;;孔隙水成份的原位探测及其在气水合物资源勘查中的意义[A];海洋地质环境与资源学术研讨会论文摘要汇编[C];2003年
10 陈弘;;ODP Leg204航次在卡斯凯迪亚大陆边缘水合物脊钻探的初步结论[A];海洋地质环境与资源学术研讨会论文摘要汇编[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 华凌;火星表层甲烷气体变化异常[N];科技日报;2009年
2 记者 王洁;加大回收利用甲烷气体力度[N];长沙晚报;2010年
3 本报记者 杨贵兰;埋藏二氧化碳[N];人民日报;2001年
4 王俊鸣;欧美发现目前火星生命重要证据[N];科技日报;2004年
5 本报记者 朱卫卫;让城市不再为垃圾困扰[N];科技日报;2000年
6 记者 刘钢;黑海深处发现水化甲烷[N];新华每日电讯;2001年
7 杨贵兰;把二氧化碳埋起来[N];科技日报;2001年
8 本报记者 唐见端;美兴建最贵学校遭质疑[N];文汇报;2010年
9 欣华;换一种方式发电[N];中国矿业报;2004年
10 本报记者 舒小波;每年少排放二氧化碳5万吨[N];绵阳日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
2 王艳菊;基于光谱吸收的光纤式有害气体测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
3 张学锋;基于横向剪切干涉系统的甲烷气体浓度检测的研究[D];中北大学;2013年
4 曲艺;甲烷与一氧化碳浓度光学检测[D];吉林大学;2006年
5 郎咸明;水解酸化-UNITANK-BAF工艺处理制药废水的研究[D];东北大学;2006年
6 马东民;煤层气吸附解吸机理研究[D];西安科技大学;2008年
7 东明;大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究[D];大连理工大学;2009年
8 张丽;基于支持向量机的矿用红外瓦斯检测系统研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 陶传义;基于cryptophane修饰SiO_x纳米线的荧光猝灭型化学传感器研究[D];重庆大学;2011年
10 唐敬友;冲击压缩下甲烷、氩气的高温辐射特性与反应流体动力学研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高强;甲烷气体监测的可调谐多模二极管激光光谱技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 刘飞;便携式甲烷气体检测仪[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 徐珍;煤矿安全检测系统中甲烷气体检测仪的研制[D];武汉科技大学;2011年
4 柴航;光纤甲烷气体浓度检测系统的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
5 姚华;采用可调谐激光吸收光谱技术遥测甲烷气体浓度的研究[D];浙江大学;2011年
6 谭秋林;MEMS红外瓦斯传感检测系统的研究[D];中北大学;2006年
7 满堂;煤矿瓦斯光纤传感器的研究[D];华中科技大学;2011年
8 张洁;用LED作光源的光纤甲烷气体传感器及其检测系统的研究[D];燕山大学;2006年
9 刘晓冬;光纤甲烷传感技术研究[D];北京交通大学;2007年
10 王书金;γ-Fe_2O_3甲烷气体传感器的优化与应用[D];吉林大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026