非分光紅外甲烷濃度檢測儀的研制.pdf

1、以礦井下甲烷氣體為檢測目標，設計出一種基于非分光紅外吸收原理的氣體檢測儀。目前國內(nèi)用于甲烷探測的設備普遍存在著體積大、成本高以及反應時間慢等問題。基于紅外吸收原理的甲烷濃度檢測儀，具有響應速度快、不易中毒、防燃防爆等優(yōu)點，擁有良好的發(fā)展前景。
　　氣體傳感器的設計是本設計的重點和難點。通過分析甲烷氣體分子的特征吸收譜線選擇3.31μm作為甲烷的特征吸收波長，引入?yún)⒈炔ㄩL4.0μm對測量結(jié)果進行修正，使精度和穩(wěn)定性明顯提高。選擇波長

2、覆蓋至4.4μm高穩(wěn)定性的白熾燈和雙通道的熱釋電探測器作為傳感器的紅外光源和探測器。傳感器的光路設計采用單波長雙光路，綜合考慮響應時間、靈敏度、穩(wěn)定性以及信號強度等因素，在實驗的基礎上來確定光源調(diào)制頻率以及氣室的結(jié)構(gòu)。增加氣室溫控電路補償環(huán)境溫度對檢測結(jié)果造成的影響。
　　為了放大和提取傳感器輸出的微弱信號，設計了濾波器、鎖相放大器以及軟件濾波程序。以單片機PIC16F877為核心的檢測系統(tǒng)用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與處理以及顯示與傳輸，