本文關(guān)鍵詞：交通排放在線檢測的紅外傳感器研究

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【摘要】：隨著我國社會與經(jīng)濟的快速發(fā)展,機動車輛迅猛增加。機動車尾氣排放已經(jīng)成為城市大氣的主要污染源。為了降低城市空氣污染,空氣質(zhì)量在線監(jiān)測是必要的手段。目前,國內(nèi)使用的尾氣檢測裝置主要多國外進(jìn)口,價格昂貴。為了實時測量道路交叉口的空氣污染狀況,需要研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、高性價比的檢測設(shè)備。非分光紅外(NDIR, Non-dispersive Infrared)是根據(jù)氣體對紅外光的選擇性吸收原理進(jìn)行氣體濃度檢測的方法。本文利用NDIR分析方法,設(shè)計一種車輛尾氣檢測的傳感器系統(tǒng),實現(xiàn)對大氣中汽車尾氣的在線監(jiān)測。該系統(tǒng)使用多路紅外傳感器組合,采用v-SVR進(jìn)行傳感器建模。實驗結(jié)果證明,該檢測系統(tǒng)具有測量精度高、穩(wěn)定性好和便于攜帶的特點,能夠滿足車輛尾氣測量分析的需求。論文的主要工作如下： 1.分析典型紅外傳感器的優(yōu)缺點。為滿足體積小、環(huán)境適應(yīng)性強、快速檢測的需求,采用非分光紅外檢測方法進(jìn)行尾氣濃度測量,利用氣體介質(zhì)對紅外光的選擇性吸收原理,選擇3-7um波段紅外光作為測量對象。 2.采用模塊化方法設(shè)計了車輛尾氣檢測的紅外傳感器,降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和模塊之間的相互干擾。完成了電源、光源、測量與系統(tǒng)等模塊的軟硬件設(shè)計。 3.分析主要干擾因素對紅外傳感器的影響,對光源波動產(chǎn)生的干擾進(jìn)行了補償處理。采用v-SVR(v-支持向量機回歸)方法進(jìn)行了傳感器建模,實驗結(jié)果驗證了本文研發(fā)的紅外傳感器的有效性。
【關(guān)鍵詞】：非分光紅外傳感器 車輛尾氣 v-SVR 干擾因子
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 車輛尾氣在線檢測傳感器的國內(nèi)外現(xiàn)狀9-13
• 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容13-14
• 1.3.1 研究目標(biāo)13
• 1.3.2 研究內(nèi)容13-14
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第2章 紅外傳感器基本理論15-25
• 2.1 吸收光譜原理15-16
• 2.2 朗伯-比爾定理16-17
• 2.3 常用紅外檢測方法17-19
• 2.3.1 傅立葉變換紅外光譜技術(shù)17
• 2.3.2 可調(diào)諧激光二極管激光吸收光譜17-18
• 2.3.3 差分吸收激光雷達(dá)18-19
• 2.3.4 非分光紅外光譜技術(shù)19
• 2.4 吸收光譜選擇19-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 非分光紅外傳感器軟硬件實現(xiàn)25-45
• 3.1 氣體傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)25-27
• 3.2 關(guān)鍵技術(shù)27-31
• 3.2.1 環(huán)境光干擾抑制28
• 3.2.2 多通道檢測28-31
• 3.3 功能模塊31-44
• 3.3.1 電源31-32
• 3.3.2 光源32-36
• 3.3.3 氣室36-38
• 3.3.4 紅外檢測器38-42
• 3.3.5 STM32核心板42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于v-SVR的傳感器建模45-59
• 4.1 理論基礎(chǔ)45-49
• 4.1.1 支持向量機回歸基本原理45-48
• 4.1.2 v-支持向量機回歸48-49
• 4.2 傳感器標(biāo)定實驗49-52
• 4.3 傳感器建模52-57
• 4.3.1 基于v-SVR的傳感器建模53-56
• 4.3.2 對比性分析56-57
• 4.4 系統(tǒng)實現(xiàn)與性能分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 工作總結(jié)59
• 5.2 進(jìn)一步工作展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-67
• 附錄67-69
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：576186