【摘要】：氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)(濃度)轉(zhuǎn)化成可測(cè)的電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器,在食品安全、空氣質(zhì)量、醫(yī)療衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。但氣體傳感器通常難以達(dá)到只對(duì)一種氣體響應(yīng),為了提高其靈敏度和選擇性新型氣體傳感器的研制和測(cè)控方法成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),尤其是基于氣體傳感器陣列以及氣體傳感器多種溫度調(diào)控方式的電子鼻系統(tǒng),已被廣泛研究用于多種混合氣體的定性定量檢測(cè)。而如何評(píng)測(cè)所研究的新型氣體傳感器和電子鼻系統(tǒng)的性能參數(shù),建立面向特定應(yīng)用環(huán)境的傳感器響應(yīng)數(shù)據(jù)庫并尋求其相應(yīng)的分析方法,成為該領(lǐng)域研究的一個(gè)基礎(chǔ)條件。因此,結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目開展的需求,為了適應(yīng)當(dāng)前多種新型氣體傳感器和電子鼻系統(tǒng)需求的特點(diǎn),本文開展了面向氣體傳感器與電子鼻系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),以及相應(yīng)的分析方法研究工作,意圖實(shí)現(xiàn)一套配氣快速精確、傳感器工作模式可控并且結(jié)合了典型分析方法的測(cè)試平臺(tái),為氣體傳感器和電子鼻系統(tǒng)的參數(shù)評(píng)測(cè)、氣體傳感器陣列優(yōu)化和工作模式優(yōu)化提供測(cè)試依據(jù)。整個(gè)測(cè)試平臺(tái)包括配氣模塊、傳感器測(cè)控接口、采集模塊和數(shù)據(jù)分析模塊。配氣模塊基于動(dòng)態(tài)配氣法,選用了目前先進(jìn)的質(zhì)量流量控制器,可實(shí)現(xiàn)4種氣體的混合配氣,且配氣濃度可調(diào),配氣種類可調(diào),氣體流量可調(diào),氣體總流量可控。傳感器測(cè)控和數(shù)據(jù)采集模塊可實(shí)現(xiàn)多種類型傳感器的測(cè)試。本文以目前研究最多的金屬氧化物氣體傳感器為例,設(shè)計(jì)傳感器的測(cè)控接口電路,并選用NI公司的先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集卡,實(shí)現(xiàn)16路傳感器的加熱控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。傳感器工作方式包括恒溫模式與溫度調(diào)制模式兩種,均可實(shí)現(xiàn)軟件控制;所有傳感器的響應(yīng)數(shù)據(jù)通過采集模塊實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)采集到的即時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可獲得氣體傳感器的最大響應(yīng)值、響應(yīng)與恢復(fù)時(shí)間、氣體選擇性等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,并且該模塊還增加了當(dāng)前電子鼻系統(tǒng)領(lǐng)域中的主成分分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等典型的模式識(shí)別方法。測(cè)試平臺(tái)的軟件系統(tǒng)基于NI的LabView開發(fā)環(huán)境搭建。該測(cè)試平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)已經(jīng)搭建完畢,可實(shí)現(xiàn)4種氣體、16路傳感器的穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)控制及測(cè)試,采樣速率可達(dá)500KS/s。通過配氣結(jié)果、傳感器特性參數(shù)、典型混合氣體識(shí)別方法的結(jié)果對(duì)比,可實(shí)現(xiàn)對(duì)新型氣體傳感器和電子鼻系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)定,為傳感器檢測(cè)性能的改善、測(cè)控模式研究、電子鼻新型混合氣體識(shí)別量化方法的研究提供必要的參考數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：山東工商學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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1 張豪杰;;常用動(dòng)態(tài)配氣方案的淺析[J];科技風(fēng);2013年16期

2 朱斌;殷晨波;陶春e，

本文編號(hào)：2583111