高精度紅外光學氣體傳感器設計.pdf

1、經(jīng)濟快速發(fā)展所引起的環(huán)境問題日益嚴重，高精度的氣體檢測技術(shù)在諸如?；繁O(jiān)測、環(huán)境污染治理等領域發(fā)揮著日益重要的作用。實驗室前期制作的傳感器存在著檢測精度不高，使用不便等特點，難以滿足現(xiàn)實發(fā)展需要。結(jié)合目前氣體檢測領域的檢測要求和紅外光譜吸收技術(shù)的眾多優(yōu)點，本文提出一種用于甲烷檢測的高精度紅外氣體傳感器。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設計了橢圓式氣室結(jié)構(gòu)。通過理論分析，證明橢圓式氣體結(jié)構(gòu)對紅外光能的利用率較高，并通過實驗驗證，對傳感器

2、的氣室結(jié)構(gòu)和布局參數(shù)進行了優(yōu)化；⑵設計微弱信號檢測模塊。設計了一個三階的濾波放大電路，將探測器輸出的微弱電流信號處理成1V左右的電壓信號；⑶軟件算法修正。首先對建立的氣體濃度與光強的數(shù)學模型進行溫度補償和光路模型修正，其次，實驗標定時采用二次差值查表的方法，用拋物線代替直線段，進一步減少了計算誤差。⑷通過上述三個方面提高傳感器的探測精度。將傳感器進行組裝調(diào)試后，通過配氣系統(tǒng)對傳感器的反應時間和探測精度進行測量，實驗結(jié)果表明傳感器的探測誤