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基于非分光红外技术SF6传感器的设计与实现
资料介绍
SF6气体具有良好的绝缘性和灭弧性，在电力系统中得到了广泛的应用。但是，电力设备一旦发生SF6气体泄漏，SF6气体及其分解产物不仅污染环境，而且影响电力设备安全运行，甚至危害工作人员的身体健康。因此，对电力系统中SF6气体浓度检测具有非常重要的意义。
为满足电力系统中精确检测SF6气体浓度的实际需求，本论文根据红外光谱吸收理论，采用单光束双波长的差分吸收检测技术，设计并实现了一种小型化高性能的非分光红外SF6传感器。在光学系统中，选用新型的电调制红外光源取代传统的机械斩波式调制光源，大大提高了系统的紧凑性和稳定性;利用集成了高精度滤光片的热释电红外探测器实现光电转换，结合测量通道和参比通道两路输出，有效增强了传感器的检测精度和抗干扰能力;气室采用先进的3D打印技术制作而成，有利于实现传感器的小型化和高精度。在电路系统中，针对光源的工作特性，设计有驱动电路实现了光源的电调制，提高了光源工作的稳定性;针对探测器的工作特性，通过合理设计信号调理模块，实现了对探测器输出微弱信号的放大、整流、滤波等功能;传感器以单片机系统为控制核心，实现信号的采集、数据处理、串口通信以及光源调制等功能。
实验中，采用标准浓度SF6气体对传感器进行标定，拟合出了SF6气体浓度与输出电压的关系曲线。实验结果表明，设计的传感器系统能够准确检测0-2000ppm范围内的SF6气体浓度，系统的重复性、稳定性和检测误差均满足预期要求。该SF6传感器具有小型化、寿命长、成本低、响应速度快等特点，在电力行业等领域具有广阔的应用前景。
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2022-08-08 11:42:45CJY
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