复合恶臭气体检测系统的开发与优化

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1、分类号：密级：UDC：编号：硕士学位论文复合恶臭气体检测系统的开发与优化论文作者：康磊学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：仪器科学与技术指导教师：刘伟玲职称：副教授资助基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项：“恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范”，项目编号为2012YQ060165DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyDEVELOPMENTA

2、NDOPTIMIZATIONOFCOMPOUNDODORGASDETECTIONSYSTEMByKangLeiSupervisor:Prof.LiuWeilingMay.2017ThisworksupportedbytheNationalmajorscientificinstrumentsandequipmentdevelopmentprojects,NO.2012YQ060165原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包

3、含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构

4、送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要恶臭污染，作为一种特殊的大气污染，严重影响着人们的日常生产和生活，并对社会和经济的发展都有负面影响。目前，恶臭的检测主要有嗅觉测定法和仪器测定法两种。两种方法都存在自己的优势和不足，并不能适合大规模自动化的恶臭监测。电子鼻作为一种基于气体传感器阵列的气味检测仪器，目前应用广泛，但在我国的恶臭检测领域尚未成型。所以，研制一套能够快速准确的检测恶臭气体的系统，并能够实现在线自动化测量，具有重要的现实意义。

5、在对国内外恶臭检测技术研究的基础上，本文开发和优化了一种基于传感器阵列的复合恶臭检测系统。该检测系统采用上下位系统结构，下位系统以单片机为核心，负责气体信号采集和气路控制，上位系统以LabVIEW为平台，负责数据的处理和保存，它们之间通过串口方式通信。以传感器阵列为基础，针对传感器输出信号的不同，设计相应的信号采集电路，实现对恶臭信号的采集和初步处理。对于下位系统，本文设计了单级架构和两级架构两种方式。单级架构为集成式的恶臭检测，经济实用，两级架构为可组合式的恶臭检测，方便用户根据实际情况进行升级改动。系统设

6、计完成后，主要在气路原理、电路原理和试验方法上作了优化。在气路部分，加入了预处理模块和由之前的泵吸式改为泵吹式；在电路方面，优化了下位系统的调零电路；在实验方法方面，优化了背景气体的选择。提出了在实验室阶段实验用背景气体和稀释用背景气体要保持一致，在污染源现场则要使用清洁空气来对气室进行清扫。同时实验分析了气体流速对实验结果的影响，气体流速是实验影响因素之一，推荐使用固定气体流速进行检测。此外，在实验室做了大量的恶臭气体实验来验证系统的各项性能指标。并对系统定标工作提供了单质气体和复合恶臭气体的检测数据，对于

7、指定的恶臭单质气体和复合恶臭气体，最低检测线均可达ppb级。关键字：恶臭检测，传感器阵列，虚拟仪器，气路设计IABSTRACTOdorpollution,whichisaspecialairpollution,seriouslyaffectspeople'sdailyproductionandlifeandhasanegativeimpactonsocialandeconomicdevelopment.Atpresent,therearetwokindsofmethods:thedetectionofolfa

8、ctorysenseandthedetectionofinstrumentationBothmethodshavetheirownstrengthsandweaknesses,andcannotbesuitableforlarge-scaleautomatedstenchmonitoring.Electronicnosethatisagassensorarraybasedontheodordetec