声表面波气体探测器系统集成技术研究

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2、和致谢的地义夕ｈ论文中小包含其他人己经发农或撰过的研究成巧，也个包含为获得化子科技大学或巧他教巧机构的学位或证书而使川过的材料。与＇．－Ｌ我ＭＸ作的同志对本研究所做的任何巧献均ｌ在论义中作」明确的说明并巧小谢意。、／１２｜Ｈ巧：訓［１］ｒ年作者筵名：名＼刮林论义使用授权本学位论义作者完令丫解电科技乂学巧关保留、化川学位论义，的规定，柯权保留并向凹家巧义部ｎ或化构送义论文的Ｍ印仲和磁撫允许论文被巧阅巧借閒。本人拴权化子科巧乂学可将作位论义的令、部或部分内容编入巧义数据库进行检索，可巧ｊｌｉ影印缩

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4、C》的类号。THERESEARCHOFSYSTEMINTEGRATDTECHNOLOGYOFSURFACEACOUSTICWAVEGASSENSORAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:FengpeiSunAdvisor:Prof.XiaosongDuSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要战场上的化学战剂(CWA)和工

5、业上的有毒废气都对会人体产生了极大的伤害，因此气体检测就变得极为重要。而基于声表面波的器件在气体检测上有着明显的优势，并且被广泛应用于军用和商用设备。本课题就是在此背景下产生，本文研究了基于声表面波气体传感器的识别系统。利用三个涂覆有敏感膜的声表面波器件构建成一个SAW传感器阵列，使用该传感器阵列对不同种类不同浓度的气体进行气敏检测，结合模式识别算法，最终可在单片机PIC上实现神经毒气模拟剂(DMMP)、芥子气模拟剂(2-CEES)和干扰气体的识别，检测出毒气的种类与浓度。本文的主要内容分为三个部分：第一部分是系统前端声表面波气体传感器

6、应用设计。研究了传感器振荡电路、dsPIC核心电路、TEC恒温电路、PID控制加热片恒温电路以及电源模块、LCD显示模块、富集器和气路驱动，数据存储等模块的外围电路并进行了分析。在硬2件设计基础上，研究了系统前端控制的程序，设计了软件PID控温程序和IC数据存储程序，最后测试了恒温模块温度变化曲线和浓度，温度，富集器等因素对声表面波传感器频率响应的影响。第二部分即是系统后端声表面波气体传感器数据的处理。研究了声表面波气体传感器三路频率信号的采集，传输和存储,以及系统电源模块，LCD显示模块、采样气泵、富集器和恒温模块的功耗分析。在硬件设

7、计基础上，设计了集成式气体传感器后端处理数据的BP神经网络算法程序，并通过MATLAB平台仿真实现。第三部分是基于本探测器进行了软硬件功能测试，对毒气模拟剂和干扰气体分别展开系统测试和分析，最终根据算法实现了对不同种类不同浓度的气体进行识别。通过对声表面波气体探测器硬件电路系统、软件系统和相关算法的研究，最终制作出可以实际使用的PCB电路并在其基础上对硬件功能、相关的程序和算法进行了验证，为研制实用型的声表面波气体探测器系统集成奠定了坚实的基础。关键字关键字：关键字：：：声表面波，气体模式识别，dsPIC，BPIABSTRACTABST

8、RACTThegasdetectiontechnologyhadbecameextremelyimportant,forthechemicalwarfareagentsonthebattlefieldand