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，
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
6 y: k+ A) [" D4 G明，该系统能够较准确地实现多种混合可燃气体的检测。

/ d; R8 c+ e$ ^! E% D( \! {+ y关键词：可燃性气体 催化传感器RBF 神经网络单片机

1引言
& J+ G: ?% {' z7 k" G1 u催化传感器是目前监测工矿环境中可燃易爆.
* M' g% B) d6 x1 D气体最常用的传感器,如果测量环境中存在多种可
4 S" X/ Z9 F' K8 r' g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
$ [5 u: B/ @# z- Z( R5 S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。
; u2 A5 {& C3 u2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
! a* r# n" [1 ]: C: b; ]; j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
. E7 L3 t; \1 k/ R; Y7 w5 K所示。
/ F0 u8 c3 B1 X& m) |恒温检测工作原理:首先调整桥臂电阻,使流
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
. @! i+ Z7 k/ f6 D2 I* t5 U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
) x. \  A0 _8 _1 T; S7 \" R- H5 ]动减小电流I,使催化传感元件r的温度下降,阻值.
6 g' G8 Q* k" ?0 W% u恢复至初始值,电桥重新恢复平衡。此时,输出电
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
不变。图1中B是一个程控电位器,通过电位器的
1 U* ^. E8 w/ e调整,可调节传感器的工作电流，使催化传感器工
$ _! u0 ^; q; `8 \5 j. j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