热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法.pdf

《热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、42传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第1期热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法于震，张正勇(1．渤海大学。辽宁锦州121000：2．中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥230031)摘要：针对热催化瓦斯传感器特性漂移严重的问题，在对热催化瓦斯传感器灵敏度、零点时漂以及环境温度、湿度对其影响实测数据的基础上，通过最小二乘法建立了传感器特性漂移的数学模型，并提出了对其特性进行补偿的方法。实验结果表明：补偿后的瓦斯检测精度大大提高。对热催化瓦斯传感器

2、特性漂移的机理进行了分析。关键词：催化传感器；瓦斯检测；数学建模；特性补偿；特性漂移机理中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)01-0042-03r。l■1’lnermOcat‘a’lys‘isgasSenS0rclnaraCt■erl●StJ●lCSand一i‘tscompensat‘ion：l‘：YUZhen，ZHANGZheng—yong(1．BohaiUniversity，Jinzhou121000，China；2．HefeiInstituteofIntelligentMa

3、chines，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China)Abstract：Aimedattheseriousdriftproblemofthermocatalysisgassensorproperties，mathematicalmodelofsensorcharacteristicsdriftiSbuiltbyleastsquaresmethodonthebasisofmeasureddataofsensitivity．zerodriftwithtimeofgascatal

4、ysissensor．andtheeffectofambienttemperature&humidity．Themethodoftemperaturecompensationisproposed．Theexperimentalresultsshowthatthegasdetectionaccuracyhasbeengreatlyimprovedaftercompensation．ThemechanismofthermocatalysisgassensorcharacteristicsdriftiSanalyzed．Ke

5、ywords：catalyticsensor；gasdetection；mathematicalmodel；characteristicscompensation；mechanismofcharacteristicsdrift0引言输出信号，其检测原理电路如图l所示，得到了热催化瓦斯瓦斯监测对煤矿生产安全非常重要。在矿井瓦斯监测传感器的性能变化规律。系统中，目前，国内普遍采用热催化瓦斯传感器，由于该传感器长时间工作存在零点漂移和灵敏度的衰减，影响监测的稳定性和可靠性。因此，改善热催化传感器的稳定性和可靠性一直是人们关注

6、的问题，并提出了很多解决方法。但目前文献所给出的热催化瓦斯传感器的特性补偿方法多针对一个影响因素，不够全面系统。本文针对热催化瓦斯传感器特性漂移严重的问题，在对热催化瓦斯传图1检测原理电路感器灵敏度、零点时漂以及环境温度、湿度对其影响实测数Fig1Circuitofdetectionprinciple据的基础上，通过最小二乘法建立了传感器特性漂移的数1．1催化瓦斯传感器灵敏度的时漂规律学模型，并提出了对其特性进行补偿的方法。实验结果表图2是热催化瓦斯传感器灵敏度(实验室实测时，定明：补偿后的瓦斯检测可靠性大大提高。义为

7、传感器在体积分数为1％的甲烷中的输出，零点输出1热催化瓦斯传感器性能变化规律调为0)随时间变化的典型曲线。随着时间的增加，其灵敏在实验室，以环境大气为背景气，采用静态配气法，用度下降，从图中可见，灵敏度的变化近似呈线性。高精度的直流稳压电源给检测桥路供电，用高精度的数字1．2热催化瓦斯传感器零点输出的时漂规律电压表(可读取O．01mV)直接读取传感器检测桥路的原始热催化瓦斯传感器在工作状态下，其零点输出会发生收稿日期：2009-07-02基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(50534050)；国家“863”计划资助

8、项目(2007AA04Z332)第1期于震，等：热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法43耋≤丑名～滔将f时间／d温度／℃图2热催化瓦斯传感器灵敏度随时间变化的典型曲线图5热催化瓦斯传感器零点输出随环境温度变化的典型曲线Fig2TypicalcurveofsensitivitychangeofthermocatalysisFig5Ty