摘要：近年来，我国煤矿多次发生瓦斯爆炸事故，瓦斯浓度检测已成为煤炭行业安全生产的突出问题。煤气作为一种可燃性、有毒气体，也是矿井大气中的重要组分，具有极强的危害性。随着单片机技术的进步，便携式仪器得到了迅速发展，其智能水平也有了明显的提高，逐渐成为一类主流的测量仪器。本文阐述了多组分气体的测量原理、及其软件硬件实现，设计了一种能检测瓦斯、煤气浓度的实用仪器。该仪器作为便携式多功能仪器，采用可充电电池供电，显示气体浓度值，并具有声光报警功能。

摘要：为提高甲烷浓度的检测精度,根据红外吸收光谱检测原理,推导了气体浓度跟二次谐波与一次谐波之比的关系,并利用可调谐DFB半导体激光器设计了甲烷浓度检测传感器。通过1 kHz的正弦电流叠加到激光器的电源进行调制,使光束扫描波长为3.312μm处的吸收峰,从而在碲镉汞红外探测器上产生谐波信号。同时,利用相敏检波技术设计了微弱信号处理电路,通过前置放大、带通滤波、相敏检波、直流放大等有效抑制了信道噪声,实现了对一次和二次谐波的高精度提取。实验结果表明:设计的甲烷浓度检测传感器具有较高的测量精度和稳定度,在0%~20%的量程上,最大误差不超过0.65%,平均误差仅为0.41%,可应用于在煤矿开采和化工生产中对甲烷泄漏的监测。

摘要：现有的甲烷浓度检测系统大多采用窄带激光器、可调谐激光器等实现对甲烷特征波长位置的对准,虽然可以有效提高检测精度,但高性能激光器价格昂贵、结构复杂,难以满足实际应用中需要小型化、便携化以及低成本的要求.据此设计了一种基于双差分的高精度甲烷浓度检测系统,设计了浓度差分转换窗口,可获取2组等效于窄带光对准的差分数据,从而实现了仅用宽带红外二极管作为光源的高精度甲烷浓度探测系统.分析了该系统的工作原理,推导了基于双差分的甲烷浓度函数,给出了双差分的算法流程.实验采用LSIPD型PIN光电二极管与C30659型红外探测器采集响应光强,利用GPro 500系列甲烷浓度检测仪作为标准检测设备对系统进行甲烷浓度检测误差分析.结果显示:当甲烷体积分数小于4.0%时,系统平均相对误差小于1.0%;当甲烷体积分数高于4.0%时,系统平均相对误差小于1.5%,验证了系统的可行性.