[发明专利]一种量程可调型气体传感器、传感系统及方法有效
申请号: | 201510242852.6 | 申请日: | 2015-05-13 |
公开(公告)号: | CN104833645B | 公开(公告)日: | 2017-05-10 |
发明(设计)人: | 常建华;薛宇;徐曦;李静;蔡力坚;李益阳;朱经纬 | 申请(专利权)人: | 南京信息工程大学 |
主分类号: | G01N21/3504 | 分类号: | G01N21/3504 |
代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司32200 | 代理人: | 许方 |
地址: | 210044 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 量程 可调 气体 传感器 传感 系统 方法 | ||
1.一种量程可调型气体传感器,其特征在于:包括由内筒和外筒组合成的封闭气室,气室上开有待测气体进气口和待测气体出气口,气室内一侧设有电调制宽带红外光源、窄带滤波片、双通道红外探测器,另一侧设有直角棱镜,所述电调制宽带红外光源、窄带滤波片、双通道红外探测器以及直角棱镜的中心位置均在同一基准面上,且直角棱镜的反射偏移量与电调制宽带红外光源和双通道红外探测器之间的间距相同,外筒可沿气室的轴线方向相对内筒移动;
所述电调制宽带红外光源发出的红外线由直角棱镜反射后,射向窄带滤波片,由窄带滤波片滤波后被双通道红外探测器接收。
2.如权利要求1所述量程可调型气体传感器,其特征在于:所述气室的内壁为镀金反射膜。
3.一种传感系统,包括如权利要求1或2所述量程可调型气体传感器,其特征在于:还包括连接滑块、滑动轨道、舵机、微控制单元、光源驱动单元、信号处理单元、A/D转换单元以及输出单元,所述连接滑块一端固定于外筒外壁,另一端置于滑动轨道上,连接滑块还与舵机连接,舵机旋转带动连接滑块在滑动轨道上滑动,舵机与微控制单元连接,微控制单元分别与光源驱动单元、A/D转换单元以及输出单元连接,光源驱动单元与电调制宽带红外光源连接,A/D转换单元与信号处理单元连接,信号处理单元与双通道红外探测器连接。
4.如权利要求3所述传感系统,其特征在于:所述微控制单元的型号为MSP430F149。
5.一种传感方法,利用如权利要求3所述传感系统实现,其特征在于:将光程公式中的透射比T设为定值,该定值大小为浓度偏差最小时对应的透射比To,配制已知浓度为ci的气体,其对应的光程为将上述光程转换为舵机的旋转角度存储在微控制单元中;将已知浓度为ci的气体在对应光程为li的传感系统中检测,记录各个浓度气体对应输出的参比电压和测量电压并存储在微控制单元中;得到ci、li、旋转角度之间的对应关系;
对待测气体浓度进行检测时,调整舵机的初始角度,判断当前输出的参比电压和测量电压是否超过初始角度对应的参比电压和测量电压,若未超出则输出检测结果,若超出则调整舵机进入浓度为c1的气体对应的旋转角度,再次进行上述判断,以此类推,直至输出检测结果,ci为气体浓度,i=1…n为自然数,K为摩尔吸光系数。
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