基于NDIR原理的高靈敏度便攜式氣體檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著煤礦工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國煤礦安全生產(chǎn)隱患也日益突出，主要表現(xiàn)在煤礦瓦斯超標(biāo)嚴(yán)重，因此在煤礦安全生產(chǎn)中，可靠、精確、實時實地地監(jiān)控瓦斯（主要成分是CH4）濃度是預(yù)防煤礦瓦斯爆炸事故發(fā)生的重要手段。但目前使用甲烷檢測儀檢測精度、穩(wěn)定性都很低，鑒于此，本文基于非色散紅外吸收(NDIR)原理及吸收強度是甲烷濃度的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)行了便攜式甲烷氣體檢測系統(tǒng)的研究設(shè)計。
　　整個系統(tǒng)包括熱釋電探測器和硬件系統(tǒng)電路。探測器包括紅外光源、非聚焦設(shè)

2、計的光學(xué)腔室、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)及用于溫度補償?shù)臒崦綦娮?硬件系統(tǒng)電路包括電源、含信號采集的微處理器系統(tǒng)、燈驅(qū)動電路、信號的濾波放大電路、EEPROM內(nèi)數(shù)據(jù)下載電路、液晶顯示電路、報警電路、晶體定時電路、數(shù)碼管顯示電路、RS232接口電路和數(shù)據(jù)存儲等。探測器選用IRceL(@)系列的微型紅外氣體傳感器，其內(nèi)部集成溫度補償模塊，我們可以通過讀取和更改傳感器內(nèi)電可擦除存儲器的參數(shù)對傳感器探頭進(jìn)行標(biāo)定和校零。
　　微處理

3、器采用Freescale半導(dǎo)體公司的32位Kinetis K60系列微控制器中的MK60DN512ZVLL10型號最小系統(tǒng)，由傳感器輸出的雙通道信號值及溫度值經(jīng)濾波和放大后被微處理器自帶16位ADC采集處理，最后經(jīng)過軟件濾波及濃度標(biāo)定，得出濃度值。工作人員升井后可以通過RS232串口連接計算機下載EEPROM內(nèi)參數(shù)及檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行濃度閾值設(shè)定。
　　在實驗室條件下，對系統(tǒng)進(jìn)行了氣體吸收實驗，對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合、誤