基于NDIR原理的六氟化硫传感器的设计任务书

 2021-08-19 11:08

1. 毕业设计(论文)主要目标:

(1)方案

①阐述课题研究的背景及意义。对SF6气体泄漏检测方法进行研究,并阐述NDIR原理仪表的国内外发展现状。

②SF6检测系统光路设计。光源和热释电探测器分别安放在采样气室的两侧,采样气室内部中空,要求气室内壁光洁,最大程度上减少红外光在传播过程中的损耗。红外光源、探测器与采样气室安置于同一光学中心轴上。选用新型的电调制红外光源来提高系统的稳定性,降低系统的功耗。

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2. 毕业设计(论文)主要内容:

本设计基于NDIR原理实现六氟化硫气体检测,设计出SF6气体在线检测传感器。通过对SF6气体分子进行红外选择性吸收理论的分析,给出了气体浓度检测方法的理论依据,设计出了基于NDIR原理的SF6气体传感器,并对此传感器系统的光路设计和电路设计进行了详细的阐述,最后对该系统进行重复性实验和稳定性实验,并对数据进行了分析。

(1)SF6气体浓度测量方法的选择

查阅气体传感器相关资料,使用非分光红外吸收原理的测量技术。由于光源老化会导致发射光减弱造成的误差,同时压力、温度以及其它气体等外界的干扰因素也会造成影响,所以选用参比波长,且可以抑制零点漂移。

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3. 主要参考文献

[1]Rubio R, Santander J, Marco S, et al. Non-selective NDIR array for gas detection[C]// Microtechnologies for the New Millennium 2005. International Society for Optics and Photonics, 2005:239-246. [2]Barritault P, Brun M, Lartigue O, et al. Low power CO2 NDIR sensing using a micro-bolometer detector and a micro-hotplate IR-source[J]. Sensors Actuators B Chemical, 2013, 182(6):565-570. [3]Wang Y, Nakayama M, Yagi M, et al. The NDIR CO2 monitor with smart interface for global networking[J]. IEEE Transactions on Instrumentation Measurement, 2005, 54(4):1634-1639. [4]Liang Y Z, Rong X F, Li B, et al. Study on Intelligence Detection of Methane Gas Based on NDIR Technology[M]// Emerging Research in Artificial Intelligence and Computational Intelligence. Springer Berlin Heidelberg, 2011:454-460.[5]Rubio R, Santander J, Fonseca L, et al. Non-selective NDIR array for gas detection[J]. Proc Spie, 2007, 127(1):69–73.[6]凌志浩. 智能仪表原理与设计技术[M]. 华东理工大学出版社, 2003,22-30.[7]张宇. 甲烷中红外检测系统结构设计及实验研究[D]. 吉林大学, 2007,61-64.[8]常建华. 波谱原理及解析[M]. 科学出版社, 2012,110-112.[9]郝旭芳, 柏子龙. 新型天然气水合物抑制剂的研究[C]// 上海市化学化工学会2008年度学术年会论文集. 2008,89-93.[10]杨辉. 基于差分检测技术的SF6光学传感器研究[D]. 郑州大学, 2013,238-240.[11]吕光杰. 光谱吸收式煤矿瓦斯红外检测技术的应用研究[D]. 西安科技大学, 2009,78-81.[12]陈允魁. 红外吸收光谱法及其应用[M]. 上海交通大学出版社, 1993,63-66.

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