摘要：为解决传统一氧化碳气体检测系统精度低、量程小且零点偏移大的问题,在对红外气体检测原理与技术分析的基础上,确定了一氧化碳气体浓度检测的最佳光谱带;基于上述原理设计了基于连续式量子级联激光器的CO气体检测系统和基于脉冲式量子级联激光器的CO气体检测系统,并对两种一氧化碳检测系统的性能进行对比。

摘要：为了满足红外气体检测对高性能激光器驱动电源的要求,文中采用PID控制算法,设计并研制了一款高稳定的DFB激光器驱动电源。其硬件主要包括信号产生模块、压控恒流源模块、电路保护模块,具备输出电流保护功能。信号产生模块主要通过DDS产生正弦波,再通过比较器产生方波,同时采用DA转换技术实现直流波、三角波、锯齿波的输出。控制方案上采用PID算法,通过深度负反馈控制,实现高稳定电流输出。利用此驱动电源对中心波长为1 563.09 nm的DFB激光器进行驱动实验。结果表明,所研制的驱动电源具有输出波形类型、幅度和频率三者数控可调的功能,电流幅度范围为0~1 A;正弦、方波频率范围为1 Hz^1 MHz,三角、锯齿、直流波频率范围为1 Hz^100 Hz,频率分辨率为1 Hz;输出电流线性度为99.93%,长时间输出电流稳定度为0.019 7%。

摘要：以TMS320LF28335数字信号处理芯片为核心控制器,开发出用于近红外气体检测的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面,采用双重电压反馈控制方案,实现微小电流误差和高稳定电流输出。同时具有慢启动、过流保护和静电保护功能。在软件设计方面,引入数字PID控制算法,进一步消除了驱动电流误差。实验采用激射波长为1.742μm的DFB激光器作为被驱动对象,DFB激光器驱动电源输出线性度优于99.97%,长期稳定度为4×10^(-5),具有很强的实用价值。

摘要：介绍了一种具有开放气室的实时红外气体检测系统。系统由Silicon Lab C8051F060单片机控制,选用MEMS红外光源和光电二极管红外探测器,依据相关检波基本原理设计了信号调理电路。对乙醇和甲烷气体的测量实验表明:在16 Hz的光源调制频率下,系统具有较高的灵敏度和信噪比。

摘要：为保证分布反馈激光器在一氧化碳气体浓度检测中能满足长时间工作稳定性、输出波长随温度线性变化、温度调节快速响应等要求，设计并研制了一种分布反馈激光器温控系统。该系统采用数字信号处理器与数模转换芯片设定温度，利用热电制冷器控制芯片调节激光器温度，采用模拟比例积分微分（PID）算法完成激光器恒温控制。利用研制的温控系统，对用于红外一氧化碳气体检测、中心波长为1563.06 nm的分布反馈激光器开展了温度控制实验。结果表明，该控制系统控制精度优于±0.02 ℃，小幅度调温时响应时间小于8 s。在所研制的温控系统的作用下，激光器长时间工作时中心波长无漂移。

摘要：采用EP4CE15E22C8N为核心,设计了一款应用于TDLAS气体检测系统的数控波形驱动系统。FPGA通过串口通信,根据上位机发送的驱动信号要求,产生锯齿波扫描信号和正弦波调制信号的波形数字量,控制AD9767转换出相应的波形信号。扫描信号和调制信号叠加后的信号作为压控恒流源电路的输入,从而获得有效的驱动信号。系统驱动波形信号正弦波频率1 kHz^100 kHz,幅值0~5 V;锯齿波频率1Hz^1 k Hz,幅值0-5 V均可数字化设定,压控恒流源输出电流与输入电压之间成线性关系,可应用于驱动TDLAS气体检测系统的半导体激光器。

摘要：为了保护环境和节约成本,需要对汽车空调中的R134a制冷剂再回收,但在回收之前要鉴别R134a气体的浓度是否达到回收标准。本文基于红外气体检测技术的原理,得出制冷剂浓度鉴别算法,设计了基于ADuC842的制冷剂气体检测仪。主要从硬件和软件两方面对制冷剂气体检测仪的实现进行了阐述。硬件层主要包括了ADuC842核心模块、光源驱动模块、传感器检测模块、信号调理模块、液晶显示模块、串口通信模块、按键模块。软件层以uC/OSⅡ作为实时操作系统,在实时操作系统上建立了初始化任务、采样鉴别任务、看门狗任务、液晶显示任务。

摘要：气测录井从地面向井下发展过程中,为了满足气体检测装置耐高温、尺寸小型化的需要,实现烃类气体随钻检测的目的,设计了一种适用于井下环境的MEMS(微电子机械系统)红外气体检测装置,并进行了常温与高温性能试验,测试结果表明装置在25℃下检测精度优于0.5%,120℃下检测精度优于1.0%。针对井下环境脱气量偏小的问题对检测下限进行优化,并进行了井下环境模拟测试,既可以满足井下气体检测的需要,也兼具在地面推广的应用前景,从而验证了MEMS气体检测技术方案在井下随钻气体检测领域具有应用的可行性。

摘要：利用PC机和LabVIEW平台较强的数据处理能力,设计并实现了一种基于虚拟锁相放大器的中红外CO检测系统。系统采用双通道热释电探测器检测气体浓度,利用USB数据采集卡采集探测器的传感信号,利用LabVIEW平台的乘法器、滤波器及直流幅值提取模块构建的虚拟锁相放大器提取传感信号幅度。为了表征虚拟锁相放大器的性能,利用幅度可调的标准正弦信号作为待测信号,对虚拟锁相放大器输出信号的幅度与标准正弦信号的幅度做实验测量与对比,二者呈现出良好的线性关系,线性拟合优度约为99.978%。对配备的20种CO气体样品开展气体标定实验,并测量了本文系统的精度、稳定性和检测下限等指标。实验结果显示,系统的检测下限约为50×10-6,对20种气体样品的检测误差均小于4.2%,对浓度为3 500×10-6气体样品3h测量结果的最大波动范围为±6%。由于LabVIEW资源丰富且功能可任意扩展,因此在实验室环境中的气体检测,本文系统相比采用嵌入式微处理器的系统更具有优势。

摘要：为减少分布式反馈(DFB)激光器输出波长和光功率受其工作温度波动的影响,采用Ziegler-Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,设计并研制了一种具有强鲁棒性的DFB激光器温度控制系统。利用该温度控制系统,对中国科学院半导体研究所研制的中心波长为1.742μm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验证明,该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5～60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,为DFB激光器在红外气体检测领域的实用化提供了性能保障。