人類的生產(chǎn)生活離不開氣體環(huán)境。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步,多種有害氣體廣泛的存在于諸如大氣、生產(chǎn)車間,密閉的艙室等空間中。環(huán)境中的有害氣體往往難以察覺(jué),不能妥善處理極易導(dǎo)致各種急性中毒事故和慢性中毒損害。及時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有害氣體變化對(duì)于控制大氣污染,盡早發(fā)現(xiàn)有害氣體泄漏,保護(hù)人民生命健康有重要的意義。本文面向低濃度有害氣體檢測(cè)中的需要,在分析對(duì)比各種不同原理的氣體檢測(cè)技術(shù)的前提下,選擇電化學(xué)技術(shù)的氣體檢測(cè)方法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了低濃度條件下,高精度一氧化碳、二氧化氮有害氣體實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)當(dāng)前低濃度電化學(xué)傳感器檢測(cè)技術(shù)中存在的噪聲問(wèn)題、傳感器標(biāo)定問(wèn)題以及交叉干擾等問(wèn)題進(jìn)行了研究了。論文的主要工作如下:1.廣泛了解國(guó)內(nèi)外有害氣體控制標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,調(diào)研國(guó)內(nèi)外電化學(xué)氣體傳感器的技術(shù)指標(biāo),完成檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器選型。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)電化學(xué)傳感器設(shè)計(jì)開發(fā)了通用于不同結(jié)構(gòu)的電化學(xué)傳感器硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括:可通用于還原性和氧化性氣體的兩電極、三電極、四電極傳感器恒電位驅(qū)動(dòng)模塊、跨阻放大電流檢測(cè)電路模塊、電位調(diào)整電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、硬件供電電源模塊和用于數(shù)據(jù)采集的微控制器部分。硬件部分經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試,能夠正確驅(qū)動(dòng)傳...

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 一氧化碳、二氧化氮?dú)怏w的檢測(cè)方法及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣相色譜法
        1.2.2 吸收光譜法
        1.2.3 電化學(xué)檢測(cè)法
        1.2.4 半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)法
        1.2.5 國(guó)內(nèi)外有害氣體檢測(cè)產(chǎn)品現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 電化學(xué)氣體傳感器結(jié)構(gòu)及理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 電化學(xué)氣體傳感器基本原理
        2.2.1 兩電極電化學(xué)氣體傳感器基本原理
        2.2.2 三電極、四電極電化學(xué)氣體傳感器基本原理
    2.3 氣體傳感器的電化學(xué)機(jī)理
        2.3.1 擴(kuò)散電流與法拉第定律
        2.3.2 電動(dòng)勢(shì)機(jī)理與能斯特方程
        2.3.3 離子選擇性電極
    2.4 本章小結(jié)
第三章 電化學(xué)氣體傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 氣體傳感器的選型
        3.2.1 氧氣傳感器
        3.2.2 一氧化碳傳感器
        3.2.3 二氧化氮傳感器
    3.3 有害氣體傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.3.2 電源電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 恒電位操作電路設(shè)計(jì)
        3.3.4 跨阻放大電路設(shè)計(jì)
        3.3.5 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.4 有害氣體傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
        3.4.1 嵌入式軟件設(shè)計(jì)
        3.4.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
    3.5 電化學(xué)氣體傳感器的濃度計(jì)算
        3.5.1 兩電極、三電極傳感器濃度計(jì)算算法
        3.5.2 四電極傳感器濃度計(jì)算算法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 電化學(xué)氣體傳感器濾波算法研究
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)噪聲分析
    4.3 信號(hào)濾波算法實(shí)驗(yàn)及分析
        4.3.1 均值濾波、中值濾波實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.2 小波濾波實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.3 卡爾曼濾波效果分析
        4.3.4 卡爾曼-小波濾波算法的研究
    4.4 各濾波算法對(duì)比分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 有害氣體傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 有害氣體傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題
    5.3 基于大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.3.1 氧氣傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 一氧化碳傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 二氧化氮傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    5.4 基于大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于多傳感器融合技術(shù)的補(bǔ)償方法研究
    6.1 引言
    6.2 臭氧對(duì)二氧化氮傳感器交叉干擾的機(jī)理分析
        6.2.1 二氧化氮還原反應(yīng)
        6.2.2 傳感器電極電勢(shì)
    6.3 臭氧交叉干擾補(bǔ)償研究
        6.3.1 當(dāng)前常見(jiàn)交叉干擾解決方法
        6.3.2 臭氧數(shù)據(jù)直接補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
        6.3.3 臭氧數(shù)據(jù)補(bǔ)償存在的問(wèn)題
    6.4 多傳感器融合補(bǔ)償方法研究
        6.4.1 補(bǔ)償模型建立
        6.4.2 補(bǔ)償模型效果驗(yàn)證
    6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.6 本章小結(jié)
第七章 電化學(xué)有害氣體傳感器的系統(tǒng)集成
    7.1 引言
    7.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        7.2.1 模擬、數(shù)字部分集成
        7.2.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)處理
        7.2.3 數(shù)據(jù)可視化
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3820758