基于微流量熱導(dǎo)傳感器的氫氣濃度檢測系統(tǒng)研究

2012年03月19日10:32:06 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

孫冬梅，劉　林，徐海濱
南京工業(yè)大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院，江蘇南京

摘　　　要：對氫氣分析儀器中的核心傳感器進(jìn)行研究，采用基于ＭＥＭＳ工藝的微型熱導(dǎo)傳感器，代替現(xiàn)有分析儀器常用熱導(dǎo)池檢測器，設(shè)計(jì)了氫氣濃度檢測系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路，并在傳感器外部設(shè)計(jì)環(huán)境溫度控制電路，以實(shí)現(xiàn)傳感器的恒溫檢測。傳感器輸出的微弱信號經(jīng)測量電橋調(diào)理輸出，通過集成運(yùn)算放大器加法、放大運(yùn)算，較后把標(biāo)準(zhǔn)電壓信號送入單片機(jī)的測量系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理；開發(fā)了基于單片機(jī)的信號調(diào)理、溫度控制和電源控制模塊，構(gòu)建氫氣濃度在線檢測系統(tǒng)；從安全、節(jié)能的角度保證傳感器的使用性能，并結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明了該檢測系統(tǒng)的可行性。

關(guān)　鍵　詞：熱導(dǎo)傳感器；檢測系統(tǒng)；溫度控制

１　引　言
氫分析儀器中，氫氣濃度檢測的靈敏度在于傳感器的選擇和信號采集處理電路的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的熱導(dǎo)池檢測器存在檢測靈敏度低、檢測誤差大、溫度漂移大、環(huán)境溫度補(bǔ)償困難等缺陷［１］。為了檢測和分析空間場中不同位置混合氣體中氫氣的濃度，本文設(shè)計(jì)基于微流量熱導(dǎo)式傳感器的便攜式氫氣檢測系統(tǒng)，不需要提前提取樣氣，直接攜帶到現(xiàn)場的取樣點(diǎn)處連接上導(dǎo)氣管后即可進(jìn)行測試；設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具有體積小、功耗低、樣氣使用量少、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，極大地提高了檢測儀的性能。

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