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
Atmege8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，
- O  q- ]! z- v8 w' E8 e& J0 O0 L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
% E# m. L, v3 {- r$ X3 W) t明，该系统能够较准确地实现多种混合可燃气体的检测。

关键词：可燃性气体 催化传感器RBF 神经网络单片机
. J2 v3 G$ Q, P' s
- o3 ^) \1 Q; P4 k' W3 i. w1引言
催化传感器是目前监测工矿环境中可燃易爆.
气体最常用的传感器,如果测量环境中存在多种可
8 Y" u/ F: n7 i! e4 Y+ P4 I$ F% Q# E燃气体(如煤矿矿井环境),该传感器的输出信号只
# S8 I3 M( @& j5 S  t$ y能反映所有可燃气体燃烧热总和的信号。但是
% ]3 f' _3 K  w' I. ], s9 b+ b作者在实验中发现催化传感器对各种不同可燃气
# m) d* O' g/ c2 N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
0 {1 v) A. s% Q, Z( Y化。这种现象为分析可燃气体提供了有利的条件。
2催化传 感器多点恒温检测混合气体原理
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
  W2 H+ x0 d1 b) [可以改变传感器的工作温度。检测电路如图1
: b; z1 w% S7 u8 Z- P所示。
恒温检测工作原理:首先调整桥臂电阻,使流
6 N7 e9 k+ m1 T) o! n6 V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
% {1 r( ^, _6 D/ m7 K催化氧化反应，产生大量的热量,使催化传感元件
. {7 ]5 r- D1 s0 b+ {( r的温度升高，阻值增大。通过调节器A的控制，自
$ ?; l& ?6 [, F/ S! x2 q) |动减小电流I,使催化传感元件r的温度下降,阻值.
- a2 a9 u" e9 C+ N恢复至初始值,电桥重新恢复平衡。此时,输出电
; X+ R  `* x- ]" ^压U。=Ir。会降低,从而反映出被测气体的浓度。所
以，在恒温检测中,催化传感元件的温度始终保持
6 d# ^" D* e2 b7 I* `3 K  X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
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