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声表面波气体探测器控制电路设计

肖华  
【摘要】:声表面波气体传感器具有体积小、响应快、灵敏度高和易于集成等优点,可以应用于环境监测和化学毒气的检测,在军事和民用安防领域都有着广阔的应用前景。因此,声表面波气体传感器成为了当今传感器领域的研究重点。同时,由于声表面波传感器的功耗低、体积小的特点,使其尤其适合于研制便携式的传感器。因而在研究声表面波传感器性能的同时,如何实现便携化也是声表面波传感器研究的一个重点。 本论文首先对声表面波传感器的基本原理作了分析,阐述了传感器对敏感气体的检测原理,并基于声表面波气体探测器的振荡电路,设计完成了一套与之匹配的传感器电路并编写了相应的控制程序。该传感器电路使用锂离子电池供电,可以同时检测三路传感器的信号频率,实现对预富集装置工作流程的控制,并具有传感器金属腔室温度控制和检测信息的显示等功能。基于设计的电路初步实现了声表面波气体传感器的便携化。 同时,为了便于测试声表面波气体传感器实际的检测性能,本论文中还对用于配制测试用低浓度敏感气体的动态配气装置进行了改进,分别设计了针对气态敏感物质和液态敏感物质的气路结构。 最后,测试了本论文中所设计的传感器电路的稳定性,并通过改变传感器电路的工作参数来控制传感器的工作模式,研究了采样气泵的通断及流速、富集器的吸附时间与解吸附时间等对传感器检测灵敏度的影响。通过对测试结果的分析,调节传感器电路的控制参数提高了声表面波气体传感器的检测灵敏度。


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