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碳氢类气体红外传感器系统的研究
资料介绍
目前，对碳氢类气体进行定性、定量分析技术主要有催化燃烧法、电化学法、半导体法、比色法、光电离法和红外光谱吸收法。其中，基于红外光谱吸收法的气体传感器，凭借其测量范围宽、测量精度高、寿命长、响应速度快等优点，受到人们的广泛重视，成为气体传感器技术领域的热点之一。本课题采用热电堆探测器，基于红外光谱吸收原理研制了一种新型的碳氢类气体红外传感器系统，主要针对易燃、易爆、有毒等碳氢类气体运输过程中的泄漏，矿井下瓦斯气体监测、环境检测等方面的需要。 本文首先分析了红外光谱吸收原理以及碳氢类气体吸收特征，根据分析结果设计了敏感头的结构，并针对该结构及热电堆探测器输出信号的特点，设计了传感器系统中微弱信号放大电路、数据采集电路、数据存储电路以及标准输出模块。为了能够适应恶劣的工作环境，本系统选用工业级单片机PIC18F452作为核心处理器，用于控制数据采集系统、数据存储电路以及标准输出模块的正常工作。其次，在分析了目前气体检测技术常用的气体浓度计算方法的优缺点的基础上，提出了一种计算气体浓度的新算法，利用最小二乘法的结果对查表算法进行误差补偿，经多次实验证明，该算法能够有效提高本课题研究的碳氢类气体红外传感器系统的测量精度。进一步地，为了使得传感器更加智能化，本文针对红外气体传感器系统特点及功能，利用MSComm控件，基于VC++6.0平台编写了上位机通信模块，可实现了PC机与单片机之间的串口通信、人机对话、PC机对单片机的控制以及传感器数据处理。最后，总结了本文所做的研究工作，提出了进一步研究的内容。
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