学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于红外传感的二氧化碳测量装置

作　者: 王莉
导　师: 陈小平
学　校: 苏州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 二氧化碳浓度红外传感器 MSP430
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 70次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着科技的进步和广泛发展,以CO₂气体为主的温室气体对工农业生产、日常生活以及自然环境的影响越来越大,同时,在医疗、汽车、矿井等方面都需要对CO₂气体的浓度进行定量的检测与控制。就目前国内外红外检测技术的发展,国内在采用吸收法测量气体浓度方面的发展还不是太成熟,国外同类产品价格昂贵,并且后期维护不方便。而目前国内市场对该类产品的需求量又非常大。本课题采用Beer-Lambert定理和红外吸收原理作为电路设计的理论依据,将红外传感器应用于CO₂浓度测量装置中,主CPU采用内部具有AD转换功能的MSP430,保证了测量装置具有功耗低、测量范围宽、灵敏度高、抗干扰能力强、选择性好等特点;采用双通道红外传感器,有效消除外界环境条件变化对测量的影响;采用脉冲调制方式控制光源,为光源提供50Hz的闪烁频率,提高了光源的稳定性和寿命;串口通信采用RS485串口通信电路,设置有保护电阻,提高了测量装置工作的稳定性;实验采用美国比较先进的CO₂气体浓度测量仪器Model400作为参考仪器,获得了大量的实验数据,便于对大量的实验数据进行科学合理的分析比对。最后,利用Matlab工具中自带的曲线拟合工具Curve Fitting Tool对所测得的实验数据进行拟合分析,保证了拟合后的决定系数在0.98以上,取得了较好的拟合效果。该CO₂测量装置可为气体采样分析和在线连续检测提供精确的定量数据,同时,为以后进一步研究国产化、多参数气体检测仪器及系统打下了一定的基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 CO_2 气体测量技术  9-11
  1.2 红外CO_2 测量技术的国内外研究现状  11-12
  1.3 课题的目的、意义及主要内容  12-14
第二章红外吸收型CO_2气体检测基本理论  14-22
  2.1 气体红外吸收光谱原理  14-18
    2.1.1 气体分子能级结构  14-17
    2.1.2 气体分子吸收光谱  17-18
  2.2 CO_2 气体分子的红外吸收光谱  18-19
    2.2.1 CO_2 气体分子结构  18
    2.2.2 CO_2 气体分子的吸收谱线  18-19
  2.3 红外吸收检测原理  19-21
    2.3.1 Beer-Lambert 定律  19-20
    2.3.2 CO_2 气体的吸收原理  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章红外吸收型CO_2气体测量装置的设计  22-29
  3.1 差分测量方法  22-25
    3.1.1 单波长双光路差分测量法  22-23
    3.1.2 双波长单光路差分测量法  23-25
  3.3 红外探测器  25-28
    3.3.1 红外探测器简介  25-26
    3.3.2 双通道探测器的工作原理  26-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章红外吸收型CO_2气体测量电路设计与实现  29-39
  4.1 电路硬件设计  29-37
    4.1.1 CO_2 测量装置组成框图  29
    4.1.2 单片机的选择  29-30
    4.1.3 红外光源驱动电路  30-31
    4.1.4 放大滤波电路  31-32
    4.1.4 DA 转换电路  32-33
    4.1.5 RS485 通信电路  33-34
    4.1.6 串行EEPROM 接口  34-36
    4.1.7 液晶显示电路  36-37
  4.2 软件程序设计  37-38
    4.2.1 开发环境简介  37-38
    4.2.2 软件程序设计  38
  4.3 本章小结  38-39
第五章实验及结果分析  39-48
  5.1 实验方法  39-40
  5.2 决定系数简介  40-44
  5.3 数据整理及分析  44-47
  5.4 本章小结  47-48
第六章结语  48-49
参考文献  49-52
攻读学位期间公开发表的论文  52-53
致谢  53-54

基于红外传感的二氧化碳测量装置

内容摘要

全文目录

相似论文