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非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法
被引量：
2
1
作者
强振峰
王雪
张效天
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期138-145,共8页
流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO_(2)和N_(2)O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度...
流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO_(2)和N_(2)O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度测量会产生原理性误差,需要得到气体在传感器气室内达到稳态扩散时间降低浓度测量误差,提高测量精度。本文提出一种非色散红外传感器高斯分布扩散模型预测气体稳态扩散时间计算方法,14组不同条件下CO_(2)和N_(2)O的仿真实验得到本文提出高斯扩散模型的拟合度分别为0.82和0.80,验证所提出高斯模型预测气体稳态扩散时间的鲁棒性。本文所提方法非色散红外传感器浓度测量不均匀扩散产生误差补偿提供保障。
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关键词
非色散红外传感器
气体浓度校准
高斯扩散模型
稳态扩散时间
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职称材料
CMOS红外光源的设计与实现
2
作者
王林峰
余隽
+3 位作者
李中洲
黄正兴
朱慧超
唐祯安
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024年第2期120-123,126,共5页
基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))...
基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO_(2))纳米材料复合薄膜作为辐射增强层。基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性。采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片。性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射。
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关键词
互补金属氧化物半导体
红外
光源
非
色散
红外
集成气体
传感器
辐射增强层
钨丝微热板
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职称材料
题名
非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法
被引量：
2
1
作者
强振峰
王雪
张效天
机构
清华大学精密仪器系
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期138-145,共8页
基金
国家重点研发计划(2018YFB2003200,2019YFB2005700)项目资助
文摘
流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO_(2)和N_(2)O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度测量会产生原理性误差,需要得到气体在传感器气室内达到稳态扩散时间降低浓度测量误差,提高测量精度。本文提出一种非色散红外传感器高斯分布扩散模型预测气体稳态扩散时间计算方法,14组不同条件下CO_(2)和N_(2)O的仿真实验得到本文提出高斯扩散模型的拟合度分别为0.82和0.80,验证所提出高斯模型预测气体稳态扩散时间的鲁棒性。本文所提方法非色散红外传感器浓度测量不均匀扩散产生误差补偿提供保障。
关键词
非色散红外传感器
气体浓度校准
高斯扩散模型
稳态扩散时间
Keywords
NDIR sensor
gas concentration correction
Gaussian diffusion model
stable diffusion time
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
CMOS红外光源的设计与实现
2
作者
王林峰
余隽
李中洲
黄正兴
朱慧超
唐祯安
机构
大连理工大学电信学部生物医学工程学院
出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024年第2期120-123,126,共5页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFB2005702)
国家自然科学基金资助项目(61874018)。
文摘
基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO_(2))纳米材料复合薄膜作为辐射增强层。基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性。采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片。性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射。
关键词
互补金属氧化物半导体
红外
光源
非
色散
红外
集成气体
传感器
辐射增强层
钨丝微热板
Keywords
CMOS infrared(IR)light source
non-dispersive infrared(NDIR)integrated gas sensor
radiation enhanced layer
tungsten wire micro-hot plate
分类号
TN214 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法
强振峰
王雪
张效天
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
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职称材料
2
CMOS红外光源的设计与实现
王林峰
余隽
李中洲
黄正兴
朱慧超
唐祯安
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
0
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