采用热导传感器检测气体浓度的新方法研究 被引量：33

1

作者 黄为勇 童敏明 任子晖 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期973-975,共3页

为了克服传统热导传感器气体检测方法的诸多缺陷,提出了一种使传感器保持在恒温状态的气体浓度检测的新方法。介绍了该方法的检测原理,并根据传热学理论证明了该方法的可行性。理论与实践表明,该方法具有许多传统检测方法所不具备的突... 为了克服传统热导传感器气体检测方法的诸多缺陷,提出了一种使传感器保持在恒温状态的气体浓度检测的新方法。介绍了该方法的检测原理,并根据传热学理论证明了该方法的可行性。理论与实践表明,该方法具有许多传统检测方法所不具备的突出优点,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 热导传感器 气体浓度检测 恒温

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热导传感器TCS208F及其信号调理电路研究 被引量：7

2

作者 冯洋 吴言荪 周平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第9期70-72,共3页

为了准确测量下水道内甲烷气体的体积分数，以避免爆炸事故的发生，基于热导传感器TCS208F，仪表放大器INA122，U／I变换芯片AD694等设计了热导传感器信号调理电路，将传感器得到的微弱电压信号放大，经过U／I变换将电压信号转换成适合... 为了准确测量下水道内甲烷气体的体积分数，以避免爆炸事故的发生，基于热导传感器TCS208F，仪表放大器INA122，U／I变换芯片AD694等设计了热导传感器信号调理电路，将传感器得到的微弱电压信号放大，经过U／I变换将电压信号转换成适合于远距离传输的4-20mA的工业标准电流信号，再将电流信号还原成电压信号送入单片机进行采集。针对调理电路设计过程中出现的问题，对电路设计中的干扰因素进行分析，得出一系列抗干扰措施的方法，在实际应用中得到了较好的效果。 展开更多

关键词 热导传感器 信号调理 仪表放大器 失调电压 抗干扰

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热导传感器温度特性的CPSO-SVM数据融合校正 被引量：3

3

作者 黄为勇 童敏明 任子晖 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第12期3259-3262,共4页

为了消除环境温度对热导气体传感器的影响,提出了一种热导传感器温度特性的经典粒子群优化——支持向量机(CPSO-SVM)数据融合校正方法。该方法将热导传感器和温度传感器构成传感器组,利用支持向量机对传感器组的输出信号进行数据融合,... 为了消除环境温度对热导气体传感器的影响,提出了一种热导传感器温度特性的经典粒子群优化——支持向量机(CPSO-SVM)数据融合校正方法。该方法将热导传感器和温度传感器构成传感器组,利用支持向量机对传感器组的输出信号进行数据融合,采用经典粒子群优化算法和测试样本集均方根误差与平均绝对百分比误差同时最小原则选择和优化支持向量机的参数向量。对氢气浓度的检测实验表明,该方法能有效地改善传感器的温度特性,实现了气体浓度的精确检测。 展开更多

关键词 热导传感器 温度特性校正 支持向量机 数据融合 经典粒子群优化

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基于微流量热导传感器的氢气浓度检测系统研究 被引量：9

4

作者 孙冬梅 刘林 徐海滨 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第4期505-508,617,共5页

对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究,采用基于MEMS工艺的微型热导传感器,代替现有分析仪器常用热导池检测器,设计了氢气浓度检测系统机械结构;设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测。传感器... 对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究,采用基于MEMS工艺的微型热导传感器,代替现有分析仪器常用热导池检测器,设计了氢气浓度检测系统机械结构;设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测。传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成运算放大器加法、放大运算,最后把标准电压信号送入单片机的测量系统进行后续处理;开发了基于单片机的信号调理、温度控制和电源控制模块,构建氢气浓度在线检测系统;从安全、节能的角度保证传感器的使用性能,并结合工程实践进行了实验验证,结果表明了该检测系统的可行性。 展开更多

关键词 热导传感器 检测系统 温度控制

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新型气体热导传感器及其应用设计 被引量：7

5

作者 刘殿素 吴言荪 欧勇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第7期5-6,共2页

气体热导传感器是利用被测组分和参考气的热导系数不同而响应的浓度型传感器。文中介绍了一种新型气体热导传感器TCS208F的特点、结构及指标，由于其输出是微弱信号，所以设计出其信号调理电路。传感器检测到的微弱信号由测量电桥调理... 气体热导传感器是利用被测组分和参考气的热导系数不同而响应的浓度型传感器。文中介绍了一种新型气体热导传感器TCS208F的特点、结构及指标，由于其输出是微弱信号，所以设计出其信号调理电路。传感器检测到的微弱信号由测量电桥调理输出，通过集成芯片AM402中的仪表放大器进行差分放大，由于远距离传输的需要，再将电压信号送入U／I变换器转换成0～20mA的工业标准电流信号，最后再把电流信号转换为电压信号送入单片机。 展开更多

关键词 热导传感器 TCS208F AM402 信号调理

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基于热导传感器的高精密测氮仪设计 被引量：1

6

作者 韩雪 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第1期113-115,127,共4页

介绍一种基于热导传感器的高精密测氮仪的研究与设计。对测氮仪中的核心部件热导传感器进行了理论分析与设计,并在此基础上,采用CPLD ATF1508AS的架构平台,对控制系统进行了硬件设计和软件设计,通过对热导传感器的检测和整机的实验,该... 介绍一种基于热导传感器的高精密测氮仪的研究与设计。对测氮仪中的核心部件热导传感器进行了理论分析与设计,并在此基础上,采用CPLD ATF1508AS的架构平台,对控制系统进行了硬件设计和软件设计,通过对热导传感器的检测和整机的实验,该测氮仪具有测量速度快、测量精度高、信噪比高等优点,准确度和精密度均远高于国家标准。 展开更多

关键词 热导传感器 铼钨丝 测氮仪 检出限

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具有低辐射热的热导气体传感器设计与实现 被引量：2

7

作者 李栋辉 孙永国 张洪泉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第9期1-5,共5页

针对传统热导传感器在高温工作条件下辐射热较高,造成传感器响应时间慢、检测精度低的问题,基于GO(氧化石墨烯)/α-Al_(2)O_(3)内外核结构设计并研制了具有低辐射热的热导气体传感器,省去了传统热导传感器制备的黑化步骤,并通过ANSYS有... 针对传统热导传感器在高温工作条件下辐射热较高,造成传感器响应时间慢、检测精度低的问题,基于GO(氧化石墨烯)/α-Al_(2)O_(3)内外核结构设计并研制了具有低辐射热的热导气体传感器,省去了传统热导传感器制备的黑化步骤,并通过ANSYS有限元方法对所设计热导传感器的温度场进行仿真分析。GO载体材料采用氧化插层法制备,α-Al_(2)O_(3)载体材料采用化学沉淀法制备,经透射电镜观察,GO呈导热微片结构,α-Al_(2)O_(3)具有良好的低发射率颗粒状结构。测试结果表明:传感器具有良好的线性输出特性与功耗利用率,对CO_(2)气体的响应时间为27 s,恢复时间为16 s,灵敏度为0.26 mV/1%CO_(2)气体。 展开更多

关键词 内外核结构 辐射热 α-Al_(2)O_(3) 热导传感器

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低功耗甲烷传感器研究进展 被引量：10

8

作者 王海波 《工矿自动化》 北大核心 2021年第5期16-23,共8页

针对分布式无线甲烷传感器需功耗低、微型化、响应时间短、可靠性高、安全性好的要求,介绍了基于微机械电子系统技术和纳米材料的低功耗催化燃烧式、热导式、电导式甲烷传感器的工作原理和研究进展,分析了它们的优缺点,展望了低功耗甲... 针对分布式无线甲烷传感器需功耗低、微型化、响应时间短、可靠性高、安全性好的要求,介绍了基于微机械电子系统技术和纳米材料的低功耗催化燃烧式、热导式、电导式甲烷传感器的工作原理和研究进展,分析了它们的优缺点,展望了低功耗甲烷传感器的发展方向和前景。①低功耗催化燃烧式甲烷传感器可测量低浓度甲烷,然而易中毒,稳定性不高,由于工作温度较高,低功耗催化燃烧式甲烷传感器的功耗一般较高,通过采用脉冲方式运行,传感器平均功耗可降低至2 mW以下;然而其稳定性不高,未来的研究方向是改进封装工艺或者催化材料,以增强其抗毒化的能力,同时需结合人工智能和机器学习等先进算法研究免人工校准的低功耗催化燃烧式甲烷传感器。②低功耗热导式甲烷传感器具有全量程测量甲烷的能力,可同时测量低浓度和高浓度甲烷,在矿井中可以稳定运行,且对煤矿井下环境的适应力强,具有分布式无线甲烷传感器应用前景;未来的发展方向是改进电路模组,实现睡眠-唤醒运行模式,同时研究传感器元件和外围电路的集成技术,以实现片上集成式热导式甲烷传感系统,降低整体运行功耗。③低功耗电导式甲烷传感器分为室温型和微加热板型,室温型电导式甲烷传感器功耗较低,但响应时间较长;微加热板型电导式甲烷传感器功耗相对低,结合特定的纳米材料,可以在较低工作温度下实现对甲烷的响应,具有低浓度甲烷监测应用前景,但微加热板电导式甲烷传感器一般对环境湿度很敏感,基线易偏移,敏感材料对电极的粘附力差,器件重复性和可靠性均较差,需要进一步改进敏感材料和封装工艺;应用磁控溅射方法将半导体氧化物敏感材料沉积到电极上可提高材料的粘附力,从而提高器件的重复性和可靠性,同时需结合算法纠正基线偏移,保证微加热板型电导式传感器的稳定运行。④从整个传感系统角度看,传感元件外围电路的功耗有时甚至高于传感元件本身,未来的方向是研究片上集成式甲烷传感器,可大大降低外围电路功耗,形成极低功耗甲烷传感器。⑤需要研究先进的传感器自校准算法,实现分布式无线低功耗甲烷传感器免人工标校或自校准。 展开更多

关键词 甲烷传感器 催化燃烧式甲烷传感器 热导式甲烷传感器 电导式甲烷传感器 低功耗 纳米材料 微机械电子系统

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便携式SF_6电气设备混合气体浓度检测系统的研究 被引量：2

9

作者 曲宝军 范增华 +1 位作者 李学伟 李洪强 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第7期42-45,共4页

为了实现对现场SF6电气设备中混合气体组分浓度的全量程高精度检测,提出了一种基于热导传感器保持在恒温状态的高精度气体浓度检测方法,并设计了调理电路。根据-40℃低温条件设计了气体浓度检测的整体方案和机械结构,开发了基于模糊PID... 为了实现对现场SF6电气设备中混合气体组分浓度的全量程高精度检测,提出了一种基于热导传感器保持在恒温状态的高精度气体浓度检测方法,并设计了调理电路。根据-40℃低温条件设计了气体浓度检测的整体方案和机械结构,开发了基于模糊PID控制的热导室温控模块和基于质量流量计的流量检测及调理模块,构建了应用于现场的便携式SF6电气设备混合气体浓度检测系统,实现了对SF6/CF4、SF6/N2和SF6/AIR气体浓度的数据采集,免去了多次样气标定的繁琐工序。实验结果表明所研制的检测系统精度高(全量程平均测量误差为±1%)、重复性好(1%以内)、性能可靠且便于携带。 展开更多

关键词 SF6气体 电气设备 混合气体 浓度检测 便携式 热导传感器

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基于TCS208F的氢气体积分数检测仪的设计 被引量：1

10

作者 徐海滨 孙冬梅 程明霄 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第2期57-60,共4页

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测。传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行... 系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测。传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行二次放大,最后把标准电压信号送入单片机C8051F020的测量系统进行后续处理,完成氢气体积分数检测。理论研究和实验表明:该检测仪克服了传统热导传感器检测误差大、环境温度补偿困难等诸多问题,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 热导传感器 TCS208F 恒温 信号调理

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测氮仪检测精度的改善方法研究

11

作者 魏丽君 章若冰 《电子测量技术》 2017年第10期255-258,共4页

介绍了测氮仪中的核心部件热导传感器,并对影响测氮仪中热导池检测精度的可能原因进行了分析,然后针对每一项可能引起测量精度下降的原因提出了具体的改善方法,通过对每一项的改进设计与实施,最后将改进后的各部分应用到测氮仪上,通过... 介绍了测氮仪中的核心部件热导传感器,并对影响测氮仪中热导池检测精度的可能原因进行了分析,然后针对每一项可能引起测量精度下降的原因提出了具体的改善方法,通过对每一项的改进设计与实施,最后将改进后的各部分应用到测氮仪上,通过实验测到相应的信号,对测量速度和精度进行了比对,实验表明改进后的侧氮仪测量速度更快、精度更高,改进方案实用可行。 展开更多

关键词 热导传感器 热导池 测氮仪 信噪比.

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电气设备中SF_6混合气体混气比检测技术的研究 被引量：8

12

作者 陈英 苏镇西 +3 位作者 马凤翔 程伟 徐霄筱 朱峰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期178-183,共6页

SF_6混合绝缘气体被认为是短期内最具发展前景的SF_6替代介质。开展电气设备中SF_6混合绝缘气体混气比检测技术研究,对SF_6混合绝缘气体电气设备开展状态评价工作具有重要作用。文中提出了基于微流量热导传感器原理的混气比检测技术,研... SF_6混合绝缘气体被认为是短期内最具发展前景的SF_6替代介质。开展电气设备中SF_6混合绝缘气体混气比检测技术研究,对SF_6混合绝缘气体电气设备开展状态评价工作具有重要作用。文中提出了基于微流量热导传感器原理的混气比检测技术,研制了混气比检测装置,可检测SF_6/CF_4、SF_6/N_2、SF_6/Air、SF_6/CO_2标准混合气体,检测值与标准值偏差均在1.5%以内;而且该检测装置可运用于现场混合气体电气设备中的混气比例检测,耗气量小,方便快速,大量试验数据验证了检测结果的准确性及现场检测的可行性。 展开更多

关键词 SF6混合气体 混气比 微流量热导传感器 检测技术

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基于BP神经网络自整定PID恒温控制系统研究 被引量：17

13

作者 刘冰艳 朱武 张佳民 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期52-55,共4页

针对传统PID热导传感器(TCD)系统控制参数不能在线实时调整的问题,设计了一种基于BP神经网络自整定PID的热导传感器恒温控制系统。该系统硬件上以C8051F060微控制器为主控制器,辅以热导信号的采集、放大、滤波以及温度闭环控制等外部电... 针对传统PID热导传感器(TCD)系统控制参数不能在线实时调整的问题,设计了一种基于BP神经网络自整定PID的热导传感器恒温控制系统。该系统硬件上以C8051F060微控制器为主控制器,辅以热导信号的采集、放大、滤波以及温度闭环控制等外部电路,软件上以BP神经网络PID控制算法为核心,搭建了一个完整的热导传感器恒温控制系统。另外,该系统以热导传感器温度为直接控制对象对系统进行仿真分析与实验。实验结果表明,该系统提高了热导传感器温度控制精度,最终温度控制误差在±0.1℃的范围内,增强了系统稳定性及可靠性。 展开更多

关键词 热导传感器 恒温系统 PID控制 BP神经网络 温度 控制精度

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