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题名具有温度补偿的非分光红外CO_(2)传感器设计
被引量：10
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作者
刘灿
靳长明
谭秋林
张磊
张雅楠
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机构
中北大学电子测试技术重点实验室
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期184-190,共7页
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基金
科技部重点研发计划(2019YFB2005704)
山西省留学人员科技活动择优资助项目(20210011)
+2 种基金
国家自然科学基金创新研究群体项目(51821003)
山西省应用基础研究计划青年项目(20210302124274)
山西省“1331”重点学科建设项目。
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文摘
近年来,温室效应愈发明显,环境二氧化碳(CO_(2))浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前,商业化的CO_(2)传感器体积较大,便携化、高精度、模块化等方面不尽人意,设计了一种基于热释电的非分光红外法(NDIR) CO_(2)浓度测量系统,主要分为气室结构设计、信号电路设计、软件控制设计与数据处理四个部分。气室结构设计方面采用单通道结构设计,并对气室进行了光学仿真,最终确定了气室的尺寸,有效提高了系统的测量精度。信号电路设计方面设计了一种基于差分方式的小信号放大电路,将有效信号从噪声中提取并放大,提高分辨率。软件控制设计方面应用数字滤波算法,滤除干扰与杂波,提取数据中的有效值,提高信噪比。数据处理方面,搭建CO_(2)气体测试平台,通过温湿度与峰峰值补偿公式补偿温度对峰峰值产生的影响,再使用25℃下曲线拟合法计算气体浓度值,最终通过串口输出。经过测试,该系统测量范围为5%,相对误差值在1500 ppm以内,能够满足防火报警、矿下监测等场合的安全测试需求。
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关键词
非分光红外(NDIR)
气室光学仿真
信号处理电路
温度补偿浓度算法
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Keywords
non-dispersive infrared(NDIR)
optical simulation of air chamber
signal processing circuit
temperature compensation concentration algorithm
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分类号
TP216
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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