本文關鍵詞：氣相色譜、富集器和聲表面波傳感器的集成技術研究

  更多相關文章： 富集器 氣相色譜 SAW傳感器 集成

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,公共環(huán)境和工業(yè)生產的安全問題越來越引起人們的關注,在諸多檢測對象中,對環(huán)境中混合氣體的分析檢測是重要的一環(huán)。對于現(xiàn)有的混合氣體分析檢測儀器,多數(shù)由于檢測器工作條件苛刻而笨重,或因為儀器無法自動采樣、進樣而難以普及。SAW氣體傳感器以其靈敏度高、體積小的特點成為小型化氣體檢測儀器中檢測器的備選方案,氣相色譜技術可以對混合氣體準確高效分離,氣體富集技術可用于對環(huán)境氣氛的采樣,本文主要研究混合氣體分析檢測儀器中富集器、氣相色譜和SAW氣體傳感器的集成技術。本課題中研究的富集器、氣相色譜和SAW氣體傳感器還沒有標準化的器件,因此本文在查詢文獻、論證方案的基礎上,采用試驗、分析、優(yōu)化循環(huán)推進的研究方式,在多次的實驗中得到優(yōu)化、合理的集成方案和控制參數(shù)。在研究富集器集成控制的過程中,對富集器的發(fā)展做了恰當?shù)目偨Y和分析,基于富集器工作特點和測試條件,提出了富集器性能的測試方案;通過分析富集器工作流程,提出基于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的快速加熱脈沖產生電路,測試了不同供電電壓下的加熱效果,以及富集器的性能,管式富集器的富集率提高到56;設計了低溫吸附的富集器裝置,測試發(fā)現(xiàn)低溫富集可以顯著提高富集器的富集率,相同富集時間下,制冷的富集器可以加快富集器冷卻的速度,提升吸附材料的吸附性能,解吸附峰峰高為常溫富集時解吸附峰峰高的2倍。本文介紹了氣相色譜法和氣相色譜儀,提出并為氣相色譜實現(xiàn)了基于富集器的自動采樣、進樣的功能。采用二次富集的方法使色譜柱進樣時間縮短為單次富集進樣時間的一半。對于聲表面波氣體傳感器,介紹了聲表面波器件的結構、原理和敏感機理,介紹了聲表面波氣體傳感器的原理、敏感機理;設計了基于雙端諧振型SAW器件的驅動電路和計數(shù)模塊,設計了SAW氣體傳感器的封裝氣室,實現(xiàn)了氣室的完全密封,提出了SAW氣體傳感器作為氣相色譜檢測器的氣室方案;本文提出了基于相似程度來識別SAW氣體傳感器響應峰和計算響應峰位置的算法程序,給出了源程序和識別計算結果。
【關鍵詞】：富集器 氣相色譜 SAW傳感器 集成
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH83
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 基于富集器、氣相色譜及聲表面波傳感器的氣體分析檢測系統(tǒng)11-16
• 1.2.1 以聲表面波傳感器陣列與模式識別算法為核心的檢測系統(tǒng)12-14
• 1.2.2 以氣相色譜柱與氣體檢測器為核心的檢測系統(tǒng)14-16
• 1.3 關鍵集成技術分析16-18
• 1.3.1 富集器16-17
• 1.3.2 氣相色譜17
• 1.3.3 聲表面波傳感器17-18
• 1.3.4 系統(tǒng)集成18
• 1.4 論文內容介紹18-20
• 第二章 富集器的集成控制及測試20-41
• 2.1 富集器概述20-29
• 2.1.1 以降低熱容為目標的MEMS富集器的發(fā)展20-25
• 2.1.2 以提高吸附能力為目標的低溫制冷富集器的發(fā)展25-28
• 2.1.3 基于質量敏感型檢測器的富集器測試方案28-29
• 2.2 富集器的快速加熱技術29-37
• 2.2.1 脈沖產生電路及快速加熱效果30-33
• 2.2.2 富集器制備及性能測試33-37
• 2.3 富集器的低溫富集技術37-40
• 2.3.1 低溫富集技術的實現(xiàn)37-39
• 2.3.2 富集器性能測試對比39-40
• 2.4 本章小結40-41
• 第三章 氣相色譜氣路的集成控制41-50
• 3.1 氣相色譜概述41-44
• 3.1.1 氣相色譜法41-42
• 3.1.2 氣相色譜儀42-44
• 3.2 氣相色譜技術的發(fā)展44-46
• 3.2.1 基于毛細管色譜柱的快速氣相色譜技術44-45
• 3.2.2 MEMS微型氣相色譜柱45-46
• 3.3 基于富集器的采樣、進樣功能實現(xiàn)與測試46-49
• 3.3.1 采樣與進樣46-48
• 3.3.2 進樣氣流的測試48-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 聲表面波氣體傳感器的集成及數(shù)據處理50-62
• 4.1 聲表面波氣體傳感器概述50-54
• 4.1.1 聲表面波器件50-52
• 4.1.2 聲表面波氣體傳感器52-54
• 4.2 聲表面波氣體傳感器的集成54-57
• 4.2.1 基于雙端諧振型器件的傳感器電路54-56
• 4.2.2 聲表面波氣體傳感器的氣室設計56-57
• 4.3 聲表面波氣體傳感器響應數(shù)據的處理方法57-61
• 4.3.1 峰形識別與峰位計算方法57-59
• 4.3.2 算法的實現(xiàn)與優(yōu)化59-61
• 4.4 本章小結61-62
• 第五章 總結與展望62-64
• 5.1 全文總結62
• 5.2 工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-70
• 附錄 170-71
• 攻讀碩士學位期間的研究成果71-72

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本文編號：807948