一种制冷剂鉴别仪的设计与实现.pdf

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1、2013年仪表技术与传感器2013第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12一种制冷剂鉴别仪的设计与实现吴永忠，唐正(合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009)摘要：基于单光路单波长红外光谱吸收技术，设计并实现了一种响应速度快的便携式制冷剂鉴别仪。该系统利用低噪声放大及滤波电路调理红外探测器输出信号，以ADuC842微控制器为核心，对信号进行高精度A／D采样并进行数字滤波。通过对实验数据的分析，运用线性拟合的方法拟合出吸收比与温度的关系以及参考光强与温度的关系，据此实现对R134a的快速检测。实验表明，该制冷剂

2、鉴别仪能对R134a作出迅速的判别，基本满足工业应用的需要。关键词：红外光谱吸收；制冷剂；鉴别仪；线性拟合中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)12—0021—03DesignandImplementationofRefrigerantIdentifierWUYong—zhong，TANGZheng(SchoolofComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Basedonthesingleoptical

3、pathandsinglewavelengthinfraredabsorptiontechnology，thispaperdesignedandim-plementedafastresponseportablerefrigerantidentifier．Thesystemusedthelow—noiseamplifierandfiltercircuitconditioningIRdetectoroutputsignal，usedthemicroeontmllerADuC842asthecoretoprocessthesignalwithhigh—pre

4、cisionA／Dsamplinganddigitalfiltering．Throughtheanalysisoftheexperimentaldataandfittingouttherelationshipbetweentheabsorptionratioandtem—peratureandtherelationshipbetweenthereferencelightintensityandtemperaturebythelinearfitmethod，itachievedtherapiddetectionofR134aaccordingly．The

5、experimentsshowthattheinstrumentcanidentifyR134aquicklyandbasicallymeettheneedsofindustrialapplications．Keywords：infraredabsorptionspectroscopy；refrigerant；identifier；linearfitting0引言式中：，为透射红外辐射的强度；，0为入射红外辐射的强度；在汽车空调维修和报废车辆回收拆解时，禁止将空调系统为待测气体对波长为A的红外辐射的吸收系数；c为待测气体中的制冷剂直接向大气排放。应该对

6、制冷剂进行回收，以便循的摩尔百分浓度；L为待测气体吸收路径长度。环利用。这样既能防止破坏臭氧层、危害大气环境，又能有效常见红外光谱吸收技术多采用差分测量法，如单光束双地利用资源，实现可持续发展。目前报废汽车可回收的制冷剂波长技术，通过测量通道与参考通道的对比来计算气体纯度。主要是R12和R134a。这两种制冷剂不能混在一起回收，其原虽然差分测量法因其具有响应速度快、测量精度高等优点而应因是RI2和R134a系统采用的润滑油不互溶，R12与R134a混用广泛，但是制作成本也较高；相比而言文中所采用的单光路用会形成一种“高压共沸物”，易造成压缩机损坏；R1

7、34a渗透单波长直接测量法则具有系统简单、响应速度快、成本低的优率较强，易引起普通橡胶密封件渗漏⋯。因此在回收时要对这点。两种制冷剂进行鉴别，对于高纯度制冷剂可以直接循环使用。通过HITRAN数据库可以查得制冷剂R134a在10．27m系统设定纯度I>96％即为“高纯度”制冷剂。附近对红外光谱具有强烈的吸收作用而R12在(10．27±对制冷剂的鉴别方法主要有压力温度法，热线半导体法以0．34)Ixm范围内吸收微弱，在精度要求不高时可以忽略其干及新型的红外光谱吸收法。压力温度法精度低、灵敏度差；热扰。针对R134a，选用带有窄带干涉滤光片的红外探测器，干

8、涉线半导体法和红外光谱吸收法是近年来发展较快的技术，它们滤光片中心波长为(1O．27±0．10