瓦斯传感器的封装改进与检测方法研究

发布时间：2017-06-22 22:09

  本文关键词：瓦斯传感器的封装改进与检测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：瓦斯传感器是感知矿山物联网前端关键性的感知环节,是煤矿井下安全生产监控的一个重要保障。目前,催化燃烧式瓦斯传感器在煤矿井下瓦斯监测中占据主导地位。但是,现有的催化燃烧式瓦斯传感器无法满足感知矿山物联网对传感器低功耗的要求。为了降低催化燃烧式瓦斯传感器的功耗,本文主要从催化燃烧元件的封装改进和检测方法两个方面进行了研究。首先,分析了Si O2气凝胶传热机理与催化燃烧元件的热损耗途径。针对现有催化燃烧元件封装存在的热耗损问题,在传统的TO金属管壳内填充疏水性Si O2气凝胶粉末改进元件的封装结构。研究结果表明,采用疏水性Si O2气凝胶的封装结构后,催化燃烧元件的性能得到改善,其功耗降低约30%。其次,在上述研究结果的基础上。进一步研究了疏水性Si O2气凝胶成型封装对催化燃烧元件性能的影响。本文提出了疏水性Si O2气凝胶的封装成型工艺。该工艺采用疏水性Si O2气凝胶作为前驱体,乙醇作为溶剂,正硅酸乙酯为粘结剂,以合成块体包覆催化燃烧元件。研究分析了影响块体形成的因素,对工艺进行了优化,形成了Si O2气凝胶包覆催化燃烧元件的新结构。测试表明,所制备的疏水性Si O2气凝胶成型封装能降低催化燃烧元件的功耗。最后,提出了催化燃烧式甲烷传感元件的脉冲检测法。为验证脉冲检测方法,本文设计了相关的测试系统。测试结果表明,新型脉冲检测法可以进一步降低催化传感元件的功耗,并且具有很好的线性输出特性。
【关键词】：催化燃烧式瓦斯传感器 催化燃烧元件 Si O2气凝胶封装 成型工艺 脉冲供电
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212;TD76
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-24
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 催化燃烧式瓦斯传感器的研究现状15-18
• 1.3 载体催化燃烧元件的研究现状18-20
• 1.4 微加热板的研究现状20-22
• 1.5 本课题的研究意义和内容22-24
• 2 SiO_2气凝胶封装对催化燃烧元件性能的改善24-34
• 2.1 SiO_2气凝胶的简介24-25
• 2.2 SiO_2气凝胶的传热机理25-26
• 2.3 催化燃烧元件的热损耗途径分析26-29
• 2.4 SiO_2气凝胶封装结构对催化燃烧元件性能的改进29-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 成型疏水性SiO_2气凝胶对催化燃烧元件性能的改善34-44
• 3.1 疏水性SiO_2气凝胶成型封装的研究背景34-35
• 3.2 疏水性SiO_2气凝胶成型封装的制备与性能测试系统35-37
• 3.3 SiO_2气凝胶成型制备条件的优化37-39
• 3.4 催化燃烧元件SiO_2气凝胶成型封装的性能分析39-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 催化燃烧元件的甲烷脉冲检测法44-64
• 4.1 催化燃烧元件的脉冲检测法的研究背景44-45
• 4.2 催化燃烧元件的脉冲检测法的原理45-47
• 4.3 测试系统与系统软件的设计47-53
• 4.4 催化燃烧元件的脉冲检测法的实现53-57
• 4.5 催化燃烧元件脉冲检测法性能测试与结果分析57-63
• 4.6 本章小结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘莹;王胜;高典楠;王树东;;Ni的引入对Pd/Al_2O_3催化甲烷燃烧性能的影响[J];催化学报;2012年08期

2 邓凌峰;左小荣;卢斌;张丁日;周强;;TMCS/HMDSO混合改性剂对常压制备SiO_2气凝胶的影响[J];材料导报;2013年04期

3 童敏明;吴国庆;刘晓文;李雪花;;风流对催化传感器动态响应的影响[J];工矿自动化;2010年03期

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 解悦;载体催化元件本质安全防爆安全性能的研究[D];煤炭科学研究总院;2014年

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本文编号：473251