基于催化传感器可燃混合气体智能分析系统

ByGrith4

摘要:可燃性气体分析对于工矿安全的监测具有重要的意义。文中介绍了一种基于催化传感器和人工神经网络分析的、以
+ {* Y  _. i/ @' AAtmege8单片机为核心的混合可燃性气体智能分析系统。它根据催化传感器在不同温度对不同气体具有不同灵敏度的特点，
7 P" U; \! V, R通过自动调整传感器的工作温度,输出不同的信号,再通过神经网络的训练和信号处理,对多种可燃气体进行分析。实验表
明，该系统能够较准确地实现多种混合可燃气体的检测。
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4 H7 l( ~% e7 r3 J) l# [关键词：可燃性气体 催化传感器RBF 神经网络单片机

( F" x( C, y1 i7 y' O- Q$ [2 i" d1 F1引言
8 V4 p0 e, k* d* z. C催化传感器是目前监测工矿环境中可燃易爆.
( Z  L7 F+ R4 E' b: ]+ `+ _7 g. {气体最常用的传感器,如果测量环境中存在多种可
燃气体(如煤矿矿井环境),该传感器的输出信号只
能反映所有可燃气体燃烧热总和的信号。但是
作者在实验中发现催化传感器对各种不同可燃气
体有不同的输出灵敏度,而且对同一可燃气体,其
输出灵敏度也会因传感器初始温度点的改变而变
化。这种现象为分析可燃气体提供了有利的条件。
- K# G! D0 K4 h3 Q2 m5 V" g2催化传 感器多点恒温检测混合气体原理
, F/ y% u& t$ b' N# j5 T( c在恒温检测工作方式下[2,传感器的工作温度
是由静态工作电流1。确定的，只要改变工作电流就
可以改变传感器的工作温度。检测电路如图1
- r1 b  B0 w0 Q5 ]" x* ?+ D! z所示。
: t) K, s; ?, l0 L$ E恒温检测工作原理:首先调整桥臂电阻,使流
/ X2 h  E* k& N) X经催化传感元件r.上的电流I等于其额定工作电流
Io,此时电桥处于平衡状态,输出信号U=Ior。在检
测可燃气体时,被测气体在催化传感元件表面发生
催化氧化反应，产生大量的热量,使催化传感元件
的温度升高，阻值增大。通过调节器A的控制，自
动减小电流I,使催化传感元件r的温度下降,阻值.
7 o! ^( a& k7 K' c# ?) C恢复至初始值,电桥重新恢复平衡。此时,输出电
6 [- L* ]/ u. ]8 e压U。=Ir。会降低,从而反映出被测气体的浓度。所
* A: G/ z* S) K( v* ?以，在恒温检测中,催化传感元件的温度始终保持
/ S% C  U3 |. P2 w. V. j6 ^不变。图1中B是一个程控电位器,通过电位器的
调整,可调节传感器的工作电流，使催化传感器工
& Q/ w4 o* d5 R* U* b  C' K作在不同的温度下，构成多点恒温检测电路。
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以Atmege8单片机为核心的混合可燃性气体智能分析系统