非分光红外甲烷传感器的研制.pdf

维普资讯 第 32卷第 11期 煤 炭 学 报 Vo1．32 No．11 2007年 11月 JOURNALOFCHINA COALSOCIETY NOV． 2O07 文章编号：0253—9993(2007)11—1224—04 非分光红外 甲烷传感器的研制 吴永忠，陈丹艳，郭太峰，程文娟，徐海卫，郑淑丽，刘勤勤 (合肥工业大学 计算机与信息学院，安徽 合肥 230009) 摘 要：矿用红外瓦斯传感器技术的难题是探测器输 出信号微弱，光源电源波动、温度变化 以及 其它气体组分、水汽、灰尘等的干扰对测量精度会造成较大的影响．针对这些关键 问题，讨论了 数字化窄带滤波、双波长非分光测定技术等解决方案和相应的矿用传感器电路结构，提出了基于 朗伯比尔定律的温度补偿方法．经试验测试，传感器的研制实现了预期的 目标．测量精度优于 ± 0．1％，响应时间小于20S，其它技术指标和功能均符合矿用标准． 关键词：非分光红外；瓦斯；气体传感器 中图分类号：TD712．55 文献标识码 ：A Developmentofnon-dispersiveinfraredmetheanegastransducer WUYong—zhong，CHENDan—yan，GUOTai—feng，CHENGWen-juan，XUHai—wei， ZHENGShu—li，LIUQin—qin (DepartmentofComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei 230009，China) Abstract：Underthecircumstancesofcoalminingapplications，oneoftheproblemsonmetheanegassensortech— niquebasedoninfraredabsorptionishow toeliminatethebadmeasurementaccuracyduetoinfraredsourcepower supplyjitter，thermalradiation，andinterferenceofothergas，watervapor，coaldustetc．．Also，extremelysmall outputsingalsforinfrareddetectorwasanotherdefectofthemethod．So，adigital narrowbandfilterandadouble— beam non—dispersiveinfraredtechniquewerediscussed．Also，anew kindoftransducerarchitectureandathemr al compensationmethodbasedonLambert—BeerLawwereproposedofrcoalminingapplications．Asaresult，aninfra— redmetheanetransducerwasdevelopedsuccessfully．ItsmeasurementerroriS ±0．1％ ．anditsrespondtimeisless than20 S．Itsotherfeaturesandfunctionsallachievethecriterionsofrcoal miningapplications． Keywords：non—dispersiveinfraredradiation；metheane；gassensor 在国内煤炭技术市场上，现役固定式瓦斯传感器主要有热催化型和热导型两类传感器，在测量瓦斯的 过程中，敏感部件会因参与化学反应而受损，这就是现有固定式矿用瓦斯传感器反应速度慢、寿命短和调 校周期短的根本原因所在，是原理性的、难 以克服的 “死结”．