基于紅外吸收原理的甲烷濃度檢測儀.pdf

1、本文利用甲烷氣體對紅外輻射有選擇性吸收且吸收強度是甲烷濃度的函數(shù)這一關系，研制了基于紅外吸收原理的甲烷濃度檢測儀。該檢測儀將紅外輻射強度轉(zhuǎn)化為電壓信號，實現(xiàn)對甲烷濃度的測量，具有響應速度快、動態(tài)范圍大、防燃防爆、防電磁干擾、不易中毒等優(yōu)點。
　　通過分析和比較多種氣體濃度檢測方法，根據(jù)檢測儀的測量要求和應用環(huán)境，選擇紅外光譜吸收法作為本檢測儀的理論方法。比較白熾燈、發(fā)光二極管、半導體激光器的各項性能，光源采用德國PerkinElm

2、er公司的白熾燈IRL715，發(fā)出的光覆蓋從可見光到4.4μm的波段。探測器選用的是雙光路熱釋電探測器PYS 3228 TC G5.2/G20，其內(nèi)部集成了兩個將紅外輻射能量轉(zhuǎn)化為電壓信號的焦熱電元件，在封裝外殼開了兩個窗口，在兩個焦熱電元件前分別裝配了兩個窄帶濾光片，中心波長分別為3.39μm和4μm。
　　根據(jù)所選光源和探測器的特點，設計了合理的光源調(diào)制電路和信號調(diào)理電路。采用8位單片機PIC16F877作為檢測儀的核心處理器

3、，完成正弦信號峰峰值的采集、濃度計算、聲光報警等功能。以單片機為基礎，設計了系統(tǒng)電源電路、光源調(diào)制電路、基本放大電路、峰值檢測電路、驅(qū)動顯示電路、聲光報警電路以及二線制輸出電路，通過對單片機編程實現(xiàn)各模塊的功能。當甲烷濃度超過預先設定的報警閾值時，則產(chǎn)生聲光報警信號。
　　根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件和儀器設備，對所設計的檢測儀進行了實驗研究。結合實驗數(shù)據(jù)給出了擬合曲線及誤差分析，并進行了簡單的標定，結果證明基于紅外吸收原理的甲烷濃度檢測