用于恶臭气体检测的传感器阵列关键技术研究

发布时间：2020-08-19 20:41

【摘要】：随着人们对环境质量关注程度的提高,恶臭气体监测正在成为环境监测的一个重要组成部分,工业生产排放的废水、废气,生活垃圾堆积产生的气体等都严重刺激着人们的嗅觉器官,影响着人们的身心健康。因此,减少空气中恶臭气体排放、控制恶臭气体的含量,是减少空气污染的当务之急。能够实现对空气中恶臭气体的含量实时监测分析是解决恶臭气体污染的首要任务。本论文首先归纳总结了国内外用于恶臭气体检测方法和传感器阵列的研究进展和发展方向。然后基于传感器阵列原理,开发完成了一套由不同类型气体传感器组成的恶臭气体检测系统。依据国家标准对恶臭气体重点监测的气体种类,并通过对比不同类型气体传感器的特性,最终选取了金属氧化物型、电化学型和光离子化型传感器组成传感器阵列。恶臭气体检测系统主要由传感器阵列、气室、下位机和上位机四部分组成。下位机以微控制器C8051F020为核心完成气体的采样、检测系统的时序控制、传感器信号的采集、处理以及与上位机之间的数据通信。上位机是基于LabVIEW的数据采集与数据分析系统,主要实现对下位机信号的接收、实时动态显示及人机交互。本文在分析了不同类型传感器输出特性的基础上,利用差分法和曲线拟合的算法对采集的信号进行数据处理和定量分析,论文对检测系统涉及的下位机硬件开发、软件编程和上位机软件编程都做了详尽论述。论文的实验部分进行了传感器检测系统的稳定性和重复性测试;分析了流量对传感器阵列检测系统性能的影响;最后深入研究了传感器阵列系统对单一组分气体浓度的响应关系,并对响应曲线进行了拟合。结果表明传感器阵列检测系统对单一气体的检测精度在7%以内且具有良好的重复性,系统能够满足对恶臭气体检测的基本要求。论文最后也对研究工作存在的不足和改进措施进行了叙述,并对今后研究的发展方向进行了展望。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X831;TP212.9

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本文编号：2797566