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基于红外光谱的瓦斯传感器设计与研究
资料介绍
本文研究并设计了一种新型红外瓦斯传感器，应用于煤矿瓦斯监测。采用“非分光红外”(NDIR)技术检测瓦斯具有快速、准确、稳定性高等优点。基于NDIR检测技术设计的瓦斯传感器将为煤矿监测监控系统提供快速、准确可靠的数据，为煤矿瓦斯综合监测预警机制提供了有利的保障。
本文以矿井瓦斯的主要成分甲烷为目标气体，并对气体红外选择性吸收理论进行分析，确定了甲烷气体的红外吸收谱线。采用白炽灯红外光源作为红外辐射发射源，并且采用红外热释电探测器作为红外辐射接收器件。选用差分吸收检测方法，利用差分吸收技术不仅从理论上消除了光路的干扰因素，同时还消除了光源输出光功率不稳定的影响；本文对红外光源的选择、热释电探测器的原理、红外滤光片的选择、红外探测气室结构的设计等都作了较为详尽的阐述。在硬件电路的设计方面，设计了光源驱动电路、信号调理电路、数据采集电路、键盘电路、数码显示电路、声光报警电路、CAN总线通信接口电路、RS485总线接口电路、频率/电流输出信号电路以及传感器供电电源电路以及C8051F041微处理器控制电路等。文中对如何使用单片机采集数据、数据判断、声光报警、数据通讯等功能作了分析和阐述。
最后阐述了红外瓦斯传感器的实验室实验结果，结合实验数据绘制了拟合曲线并进行系统的误差分析，实验证明了非分光红外瓦斯传感器达到了预期的目的，具有一定的灵敏度和稳定性。
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资料：bitboy
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