基于氮氧传感器的NOx气体测量仪设计.pdf

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1、90传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第3期DOI：10．13873／J．1OOO-9787(2015)03-0090--04基于氮氧传感器的NO气体测量仪设计徐景，龚雪飞，张帆，简家文(宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211)摘要：针对工业燃烧环境，以NGK车用通用氮氧(UniNOx)传感器为检测元件，C8051~40单片机为微控制器，采用SAE-J一1939协议作为CAN通信标准，设计了一种NO气体测量仪。通过实验模拟工业燃烧的NO气体环境，对测量仪的性能进行了实验验证和相应

2、的理论分析。研究结果显示：该测量仪可用于温度为0—750℃、范围为(0—1000)×10的不同NO气体体积分数测量，测量误差控制在5．7％以内，并且受温度影响较小，满足工业燃烧环境中NO检测的要求，实现了车用传感器向工业现场的应用移植。关键词：通用氮氧传感器；微控制器；SAE-J一1939；测量仪中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)03--0090-04DesignofNOgasmeasuringinstrumentbasedonnitrogenoxygensensorXUJing，GONGXue。fei，ZHANGFan

3、，JIANJia。wen(CollegeofInformationScienceandEngineering，Ningb0University，Ningbo315211，China)Abstract：Aimingatindustrialcombustionenvironment，adoptNGKuniversalNO(UniNO)sensorasdetectingelementandc8o51f040asmicrocontroller，useSAE—J一1939protocolasCANcommunicationstandard，designaNOgasmeas

4、uringinstrument．SimulateNOenvironmentofindustrialcombustionthroughexperiment，experimentalverificationandtheoreticalanalysisonperformanceofmeasuringinstrument．Theresearchresultshowsthatitcanbeusedattemperaturerangeof0-750oC，andmeasurementrangeofNOis(0~1000)xl0～．themeasurementerrorcanb

5、econtrolledwithin5．7％andlessaffectedbytemperaturechanges．themeasuringinstrumentmeetstheneedsofNOdetectioninindustrialcombustionenvironment，implementautomotivesensorinindustrialfieldbecomepossible．Keywords：UniNOsensor；microcontroller；SAE-J一1939；measuringinstrument0引言本文针对工业现场NO气体监测的需要，

6、采用NGK空气中的氮氧化物(NO)会形成酸雨、光化学烟雾，也公司生产的汽车智能通用氮氧(universalNO，UniNO)传是最近几年雾霾天气恶化的因素之一。据资料统计，有感器为检测元件，C8051~40单片机为微控制器，通过CAN50％的NO来源于汽车尾气排放，而另外的40％来源于总线传输方式，设计了一种用于工业燃烧环境的NO气体固定点的工业燃烧，对于NO的检测和治理已经成为世界测量仪。所关注的热点。传统的NO检测方法(如Sahzman法、化1UniNO传感器学发光法、色谱法)具有灵敏度高、检出限低的优点，已在在汽车SCR处理技术中，通过对尾气中NO含量的测

7、工业燃烧环境中使用，但由于装置复杂、价格昂贵，不便于量，进而控制氨气的注入量，实现对有害气体的转换。Uni．汽车上的安装J。而电化学NO传感器则实现了汽车尾NO传感器用于汽车尾气中(0～1500)×10体积分数范气中NO的简便、快速、连续检测，并在汽车电子行业得到围内的NO检测，可以在0-800℃的温度下工作。广泛应用，但在工业燃烧环境检测方面，却很少见到采用传感器结构原理图如图1所示，它由6层电化学材料NO传感器设计能进行连续检测，且成本低廉的NO气体ZrO。叠合而成，主要包括1个加热器、2个空腔、3个氧泵检测装置l4J。电池和3个泵氧反馈电路。尾气以一定的速

8、率，经过收稿日期：201