聲表面波氣體探測(cè)器系統(tǒng)集成技術(shù)研究.pdf

1、戰(zhàn)場(chǎng)上的化學(xué)戰(zhàn)劑(CWA)和工業(yè)上的有毒廢氣都對(duì)會(huì)人體產(chǎn)生了極大的傷害，因此氣體檢測(cè)就變得極為重要。而基于聲表面波的器件在氣體檢測(cè)上有著明顯的優(yōu)勢(shì)，并且被廣泛應(yīng)用于軍用和商用設(shè)備。本課題就是在此背景下產(chǎn)生，本文研究了基于聲表面波氣體傳感器的識(shí)別系統(tǒng)。
　　利用三個(gè)涂覆有敏感膜的聲表面波器件構(gòu)建成一個(gè)SAW傳感器陣列，使用該傳感器陣列對(duì)不同種類不同濃度的氣體進(jìn)行氣敏檢測(cè)，結(jié)合模式識(shí)別算法，最終可在單片機(jī) PIC上實(shí)現(xiàn)神經(jīng)毒氣模擬劑(

2、DMMP)、芥子氣模擬劑(2-CEES)和干擾氣體的識(shí)別，檢測(cè)出毒氣的種類與濃度。
　　本文的主要內(nèi)容分為三個(gè)部分：
　　第一部分是系統(tǒng)前端聲表面波氣體傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)。研究了傳感器振蕩電路、dsPIC核心電路、TEC恒溫電路、PID控制加熱片恒溫電路以及電源模塊、LCD顯示模塊、富集器和氣路驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊的外圍電路并進(jìn)行了分析。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，研究了系統(tǒng)前端控制的程序，設(shè)計(jì)了軟件 PID控溫程序和 I2C數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序

3、，最后測(cè)試了恒溫模塊溫度變化曲線和濃度，溫度，富集器等因素對(duì)聲表面波傳感器頻率響應(yīng)的影響。
　　第二部分即是系統(tǒng)后端聲表面波氣體傳感器數(shù)據(jù)的處理。研究了聲表面波氣體傳感器三路頻率信號(hào)的采集，傳輸和存儲(chǔ),以及系統(tǒng)電源模塊，LCD顯示模塊、采樣氣泵、富集器和恒溫模塊的功耗分析。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了集成式氣體傳感器后端處理數(shù)據(jù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法程序，并通過MATLAB平臺(tái)仿真實(shí)現(xiàn)。
　　第三部分是基于本探測(cè)器進(jìn)行了軟硬件功能測(cè)