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用于火灾探测的非色散红外吸收气体传感器

传感技术学报 2006年第3期19卷 602-605,610页

作者：纪新明吴飞蝶王建业刘全黄宜平复旦大学微电子系上海200433

基于朗伯-比尔吸收定律建立了便携式非色散红外气体传感体系,并成功的应用于火灾现场生成气体的实时检测。该体系利用直接电调制的红外辐射源、窄带薄膜干涉滤光片和高灵敏度的TGS热释电红外探测器,很大程度地降低了系统的成本和体积,... 详细信息

基于朗伯-比尔吸收定律建立了便携式非色散红外气体传感体系,并成功的应用于火灾现场生成气体的实时检测。该体系利用直接电调制的红外辐射源、窄带薄膜干涉滤光片和高灵敏度的TGS热释电红外探测器,很大程度地降低了系统的成本和体积,提高了探测灵敏度。通过对CO、CO2、NH3和SO2四种火灾现场燃烧生成气体在不同浓度状态下的测量,证明系统对所测气体可以达到了几十个微量级的探测极限,响应时间均小于20s,具有较好的稳定性,能够满足一定的测量要求。

关键词：非色散红外红外吸收红外传感器

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非色散红外CO_(2)传感器温度补偿研究

激光与红外 2024年第6期54卷 935-942页

作者：吴文杰商丘职业技术学院河南商丘476000

为了解决非色散红外CO_(2)传感器在测量过程中易受温度影响的问题,提出双半椭球形双通道气体吸收腔室和广义高斯径向基函数神经网络补偿温度的新方法。首先双半椭球形双通道气体吸收腔室的半椭球形长轴右侧焦点与右半椭球形长轴左侧焦... 详细信息

为了解决非色散红外CO_(2)传感器在测量过程中易受温度影响的问题,提出双半椭球形双通道气体吸收腔室和广义高斯径向基函数神经网络补偿温度的新方法。首先双半椭球形双通道气体吸收腔室的半椭球形长轴右侧焦点与右半椭球形长轴左侧焦点重合,红外光源位于左、右半椭球形长轴的焦点重合处,检测器位于半椭球形长轴的另外一个焦点处,该结构能够使光线被气体充分接收,减小了光线传播过程中的损耗。接着差分计算单波长双通道热释电探测器输出电压获得CO_(2)气体浓度。最后分析广义高斯径向基函数神经网络形状参数与辅助形状参数对提高逼近效果的影响。实验显示在双半椭球形双通道气体吸收腔室结构中,长轴长度为4cm和短轴长度为3cm则CO_(2)气体吸收率达到最大值。常温25℃时,CO_(2)不同浓度测量误差变化不大,绝对误差波动范围在0.004%~0.006%之间,相对误差波动范围在0.067%~0.100%之间。CO_(2)浓度2%时,不同温度测量误差变化较大,绝对误差波动范围在0.001%~0.024%之间,相对误差波动范围在0.017%~0.400%之间,测量浓度为2%的CO_(2)气体传感器响应时间的6次平均值为27.46s,具有较快的响应时间。

关键词：双半椭球形双通道焦点非色散红外温度补偿

非色散红外CO_(2)传感器温度补偿方法研究

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激光与红外 2023年第6期53卷 887-894页

作者：潘甫钱胡斌梁晓瑜俞跃中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国特种设备检测研究院北京100029

针对非色散红外CO_(2)传感器受温度影响导致测量精度低的问题,设计了单光路双通道的非色散红外CO_(2)传感器,提出一种BP神经网络补偿气室温度的新方法。本文分析了温度对传感器的光源、探测器以及对气体吸收系数的影响,并将BP神经网络... 详细信息

针对非色散红外CO_(2)传感器受温度影响导致测量精度低的问题,设计了单光路双通道的非色散红外CO_(2)传感器,提出一种BP神经网络补偿气室温度的新方法。本文分析了温度对传感器的光源、探测器以及对气体吸收系数的影响,并将BP神经网络补偿气室温度方法与其他补偿方法进行了实验对比。实验结果表明,BP神经网络补偿气室温度方法优于其他补偿方法,在测量10~20浓度范围内的CO_(2)时,最大相对误差为298,重复性实验显示RSD为122,为非色散红外CO_(2)传感器补偿温度提供借鉴意义。

关键词： CO_(2)浓度气室温度补偿 BP神经网络非色散红外

基于RBF神经网络气压补偿的非色散红外SF_6气体传感器

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应用光学 2018年第3期39卷 366-372页

作者：裴昱陈远鸣卞晓阳赵勇毅赵正杰常建华南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

非色散红外SF_6气体传感器具有测量范围广、灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在电力系统中具有广泛的应用。在实际检测过程中,环境气压的变化对气体传感器的检测精度有较大的影响,提出利用RBF神经网络建立气体传感器气压补偿模型,运用其... 详细信息

非色散红外SF_6气体传感器具有测量范围广、灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在电力系统中具有广泛的应用。在实际检测过程中,环境气压的变化对气体传感器的检测精度有较大的影响,提出利用RBF神经网络建立气体传感器气压补偿模型,运用其泛化和非线性映射能力对环境气压波动引起的测量误差进行补偿。实验结果表明:采用气压补偿模型后的气体传感器在气体浓度3 260mg/m3~9 781mg/m3,气压100kPa^120kPa范围内,最大测量误差由±646mg/m3降为±52mg/m3,测量精度为±0.53%FS。该方法相比于拟合法和硬件电路补偿法具有更高的测量精度和稳定性,降低了传感器的体积和成本。

关键词：非色散红外气体传感器 RBF神经网络气压补偿

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非色散红外CO_2飞机火警探测技术研究

火灾科学 2015年第2期24卷 114-118页

作者：方丽丽赵建华中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

提出了基于非色散红外吸收原理(NDIR)实时监测环境中CO2气体浓度变化进行火警探测的方法。根据高空大气环境的特殊性,探讨了基于NDIR的CO2气体探测技术应用于飞机上所面临的低温低压难题。进行了基于NDIR的红外CO2飞机火警探测器的两种... 详细信息

提出了基于非色散红外吸收原理(NDIR)实时监测环境中CO2气体浓度变化进行火警探测的方法。根据高空大气环境的特殊性,探讨了基于NDIR的CO2气体探测技术应用于飞机上所面临的低温低压难题。进行了基于NDIR的红外CO2飞机火警探测器的两种结构设计,提出了基于CO2气体浓度监测的红外CO2飞机火警探测器的主要参数要求,研究了基于CO2浓度变化速率与变化值的火灾报警算法。

关键词：非色散红外 CO2气体浓度红外CO2飞机火警探测器自适应报警算法

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非色散红外CO2传感器温度补偿模型研究

仪表技术与传感器 2019年第8期 17-20页

作者：牛萍娟程峥田海涛李舒舒天津工业大学电气工程与自动化学院天津300387 天津工业大学大功率半导体照明应用系统教育部工程中心天津300387 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

针对农业温室大棚中CO2浓度监测易受到温度影响的问题,建立了一种利用热释电探测器对非色散红外CO2传感器进行温度补偿的模型。从安装在红外探测器上的热敏电阻的输出电压中提取环境温度。为了建立温度补偿模型,进行了温度对传感器模块... 详细信息

针对农业温室大棚中CO2浓度监测易受到温度影响的问题,建立了一种利用热释电探测器对非色散红外CO2传感器进行温度补偿的模型。从安装在红外探测器上的热敏电阻的输出电压中提取环境温度。为了建立温度补偿模型,进行了温度对传感器模块性能影响的实验,并采用卡尔曼滤波对足够的稳态数据进行处理。在建立温度补偿模型之后,其在30℃温度变化范围内的精度在±150 ppm以内,能够实现较准确的CO2浓度在线监测。

关键词：温室非色散红外 CO2传感器热释电探测器温度补偿卡尔曼滤波

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非色散红外甲烷传感器的设计与研究

非色散红外甲烷传感器的设计与研究

作者：刘嘉豪中国计量大学

学位级别：硕士

近几年,由于天然气的广泛使用,导致天然气泄漏造成的爆炸情况不断涌现,对社会发展带来了不利的影响,而天然气的主要成分是甲烷气体(CH),因此对甲烷气体进行精确且及时监测的重要性不言而喻。在此背景下设计了一种以非色散红外技术为基... 详细信息

近几年,由于天然气的广泛使用,导致天然气泄漏造成的爆炸情况不断涌现,对社会发展带来了不利的影响,而天然气的主要成分是甲烷气体(CH),因此对甲烷气体进行精确且及时监测的重要性不言而喻。在此背景下设计了一种以非色散红外技术为基础的体积小、精度高、寿命长的甲烷传感器。以含有24位AD转换器,可编程增益放大器(PGA)和SINC滤波器的超低功耗ADu CM361芯片为微控制器,并构建了基于灰狼优化算法(GWO)的支持向量回归机(SVR)模型来减小甲烷传感器测量中的误差,使甲烷传感器的测量精度与实时性都得到了提高。具体工作如下:(1)常用的气体检测技术和红外光学气体传感器检测基本理论研究,并进行了红外甲烷传感器的几大部件选型与气室结构设计及其光学仿真。(2)甲烷监测系统的软硬件设计。硬件选择了用于精密测量的ADu CM361芯片为核心,设计了需要用到的几大模块电路,如温度测量、光源驱动电路等。下位机通过C语言模块化编程使ADu CM361实现对硬件电路的控制,上位机软件使用G语言编程实现了浓度数据的实时采集、显示与存储。(3)用甲烷传感器对0～5.00%浓度范围的51组标准CH气体进行测量,得到数据后开始标定。标定过程中提出将GWO应用到SVR中,构建出GWO-SVR模型对数据进行回归,并与常用的网格搜索法算法(Grid Search)、粒子群算法(PSO)构建的回归模型进行对比分析。最后通过恒温箱对不同温度下的甲烷气体进行测量,推导出温度补偿关系式进行简单的温度补偿并对甲烷传感器进行了各个方面的测试。

关键词：非色散红外甲烷传感器 ADuCM361 支持向量回归灰狼优化算法

基于数值迭代的非色散红外二氧化碳高温补偿方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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仪表技术与传感器 2017年第4期 104-106页

作者：李军中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

近些年,CO_2排放的准确计量技术及装备研制是减排工作中亟需解决的重要问题,高温环境下红外CO_2传感器的补偿技术是实现CO_2准确计量的关键技术。采用基于数值迭代的温度补偿方法,实现了40~100℃范围内的非色散红外CO_2传感器的温度补... 详细信息

近些年,CO_2排放的准确计量技术及装备研制是减排工作中亟需解决的重要问题,高温环境下红外CO_2传感器的补偿技术是实现CO_2准确计量的关键技术。采用基于数值迭代的温度补偿方法,实现了40~100℃范围内的非色散红外CO_2传感器的温度补偿。研究结果表明,利用该方法进行温度补偿后的测量误差小于3%。

关键词：非色散红外二氧化碳温度补偿

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非色散红外气体传感器在消防设计中的应用

水上消防 2014年第3期 22-23页

作者：赵发军

一、引言非色散红外（NDIR）气体传感器是一种基于不同气体分子的红外光谱选择吸收特性、利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯一比尔定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。作为一种快速、准确的气体分析技术，它与其它类别气体... 详细信息

一、引言非色散红外（NDIR）气体传感器是一种基于不同气体分子的红外光谱选择吸收特性、利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯一比尔定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。作为一种快速、准确的气体分析技术，它与其它类别气体传感器如电化学式、催化燃烧式、半导体式等相比。具有应用广泛、使用寿命长。

关键词：气体传感器非色散红外消防设计应用气体浓度催化燃烧式吸收特性光谱选择