發(fā)布時(shí)間：2022-12-18 00:29

　　石油、天然氣等都是工業(yè)中不可或缺的能源,但這些能源被使用的同時(shí)也伴隨著大量的有毒氣體的產(chǎn)生。每年因氣體泄漏導(dǎo)致人員傷亡的事故數(shù)不勝數(shù),雖然目前已有多種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于氣體泄漏檢測(cè)中,但工業(yè)環(huán)境復(fù)雜,現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍存在一定的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外氣體檢測(cè)及傳感器的研究現(xiàn)狀,結(jié)合實(shí)際工業(yè)環(huán)境,利用障礙物模型及恒溫控制方法對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的氣體傳感器檢測(cè)的性能做了如下相關(guān)研究:（1）分析了氣體流速波動(dòng)對(duì)基于加熱器的氣體傳感器響應(yīng)的影響,提出障礙物在降氣體流速、提高傳感器響應(yīng)性能方面的作用。分別仿真了不同尺寸及不同形狀障礙物的傳感器在存在氣體流速環(huán)境中的響應(yīng)。結(jié)果表明在傳感器上添加障礙物能減小氣體流速波動(dòng)對(duì)傳感器電壓響應(yīng)的誤差,增大障礙物直徑能增加傳感器電壓響應(yīng)誤差減小的幅度。相比無(wú)障礙物時(shí)的16.45%的傳感器響應(yīng)誤差,0.5mm直徑障礙物的傳感器的電壓響應(yīng)誤差僅為11.37%。且相比響應(yīng)誤差為11.76%的0.4mm直徑圓柱障礙物傳感器,響應(yīng)誤差為10.19%的0.4mm邊長(zhǎng)的棱柱障礙物傳感器有著更好的檢測(cè)精度。其次,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了添加障礙物確實(shí)能減小傳感器響應(yīng)誤差,且無(wú)需額外的能耗。0.5mm... 

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 氣體泄漏檢測(cè)技術(shù)概述
    1.3 氣體傳感器的概述
        1.3.1 半導(dǎo)體氣體傳感器
        1.3.2 催化燃燒式氣體傳感器
        1.3.3 固體電解質(zhì)氣體傳感器
        1.3.4 導(dǎo)熱型氣體傳感器
        1.3.5 電化學(xué)氣體傳感器
        1.3.6 光學(xué)類氣體傳感器
    1.4 氣體傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 傳感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        1.4.2 傳感器的敏感材料優(yōu)化
        1.4.3 傳感器的電路優(yōu)化
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及工作安排
第2章 氣體擴(kuò)散理論及氣體流動(dòng)仿真研究
    2.1 本章引言
    2.2 氣體擴(kuò)散理論
        2.2.1 氣體泄漏模型
        2.2.2 影響氣體擴(kuò)散的因素
            2.2.2.1 氣體的黏性與黏度
            2.2.2.2 氣體的可壓縮性
            2.2.2.3 層流與湍流
    2.3 氣固傳熱理論分析
        2.3.1 熱傳導(dǎo)與熱對(duì)流
            2.3.1.1 熱傳導(dǎo)
            2.3.1.2 熱對(duì)流
        2.3.2 牛頓冷卻定律與熱傳遞系數(shù)
    2.4 計(jì)算流體力學(xué)在氣體擴(kuò)散領(lǐng)域的應(yīng)用
        2.4.1 計(jì)算流體力學(xué)概述
            2.4.1.1 流動(dòng)基本方程
            2.4.1.2 有限元分析
        2.4.2 氣體擴(kuò)散對(duì)傳感器性能影響仿真分析
            2.4.2.1 模型建立
            2.4.2.2 網(wǎng)格劃分
            2.4.2.3 邊界條件的設(shè)定及結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 障礙物模型在氣體傳感器中的應(yīng)用研究
    3.1 本章引言
    3.2 障礙物在氣體傳感器中的應(yīng)用
        3.2.1 氣體繞障礙物流動(dòng)的仿真分析
        3.2.2 障礙物在氣體傳感器中降氣體流速的作用分析
    3.3 障礙物尺寸對(duì)氣體流速波動(dòng)環(huán)境中氣體傳感器檢測(cè)的影響分析
    3.4 障礙物形狀對(duì)氣體流速波動(dòng)環(huán)境中氣體傳感器檢測(cè)的影響分析
    3.5 本章小節(jié)
第4章 傳感器響應(yīng)與氣體流速波動(dòng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 本章引言
    4.2 障礙物模型對(duì)于改善傳感器響應(yīng)誤差的實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 氣體實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
            4.2.1.1 氣體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
            4.2.1.2 數(shù)據(jù)采集器
            4.2.1.3 測(cè)試電路
        4.2.2 氣體測(cè)試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
            4.2.2.1 環(huán)境溫度對(duì)氣體傳感器的影響
            4.2.2.2 二氧化碳?xì)怏w的響應(yīng)測(cè)試
            4.2.2.3 氮?dú)鈿怏w的響應(yīng)測(cè)試
    4.3 恒溫控制下的氣體傳感器響應(yīng)與氣體流速的關(guān)系研究
        4.3.1 氣體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
            4.3.1.1 MG811氣體傳感器
            4.3.1.2 傳感器供電及檢測(cè)電路
            4.3.1.3 氣體測(cè)試室
        4.3.2 氣體測(cè)試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 微加熱器表面溫度分布均勻性研究
    5.1 本章引言
    5.2 氣體流速波動(dòng)對(duì)U型微加熱器表面溫度分布的影響
    5.3 U型微加熱器結(jié)構(gòu)改進(jìn)
    5.4 蛇形加熱器溫度分布均勻性的仿真
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]地下管廊燃?xì)庑孤⿺U(kuò)散及控制方法研究[D]. 韋守朋.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3720960