新型瓦斯传感器关键技术的研究.pdf

收稿日期“ “ 基金项目国家自然科学基金项目 B ; GH I J D ; 工作原理是首先调整基准电压源的输出电 压使催化传感器5 上的工作电压7为其额定工 作电压然后通过调节器的反馈调节作用使催化 元件上的电压7保持不变由于调节器的输入电 阻非常大输入电流近似为零在调节器的控制下 工作电流流过补偿元件5 6和催化传感器5 其大 小取决于7和5 有 KL 7M 5 输出电压为 78L K N 5O56PL 7, N 5O56P M 5. 当检测瓦斯气体时由于催化传感器5 表面气体 的氧化放热反应 5 温度升高 阻值增大电流K减 小输出电压78也随之降低由此来检测甲烷气 体的浓度 图所示的检测电路由于在检测瓦斯时自动 调节催化传感元件的电流减小限制了催化传感元 件的温度上升有利于催化传感器输出的稳定性 即在相同瓦斯气体环境中催化传感器灵敏度的衰 减变化程度小于传统电桥检测方法下的变化其 次新的检测方法在检测瓦斯时由于减小的电流流 过补偿元件致使补偿元件温度下降阻值减小结 果使输出电压的变化幅度增大实验证明其灵敏度 比电桥检测方法提高了约一倍 Q 灵敏度自动调校方法 催化传感器灵敏度的变化是由于催化传感元 件活性的变化所引起的在长时间工作中催化传 感元件的活性会逐步下降使得传感器的灵敏度降 低直到失效 引起催化传感器灵敏度衰减的原因主要是长 时间工作后催化元件载体3J 6R-的晶体和结晶颗 粒大小的变化催化剂活性金属组份的价态变化和 活性金属组份结晶颗粒的烧结试验表明催化传 感器灵敏度的变化是缓慢而有规律的并近似呈线 性关系 我们在大量催化传感器寿命试验数据的基础 上采用数学线性回归分析方法推导出模拟催化 传感器灵敏度衰减的回归估计方程, S .为 T“L U8OUV“N “ L 6 W X P 式中 V “为传感器的连续工作时间Y U8 U为待求回 归系数Y T “为催化传感器灵敏度衰减率Z“的估计 值Y Z “LT“O[“ [“为残差 是对实际误差的估计值 为了使催化传感器灵敏度衰减的估计的误差最小 根据最小二乘法原则得到 UL X\ “ V“Z“* \ “ V ] “ \ “ Z ] “ X\ “ V 6 “* \ “ V ] “ 6 80 第0期童敏明等新型瓦斯传感器关键技术的研究 万方数据 “ “ ‘ 6 76 4 连续工作一个月的零点漂移 “ - “ G E FG“ - 6 6 E FG 灵敏度最大调校时间月 6 参考文献9 a 6 b 童敏明c催化传感器的研究与应用技术a db c徐州9 中国矿业大学出版社/ “ “ - a b 于寅-近代数学基础a db -武汉9华中理工大学出 版社/ 6 e e e - a 7 b 曹志浩-矩阵运算及方根求解a db -北京9高等教育出 版社/ 6 e f G - a G b 王汝琳-矿井环境监测与仪表a db -徐州9中国矿业大 学出版社/ 6 e f f - a 4 b 张启锐-实用回归分析a db -北京9地质出版社/ 6 e f f - gh ij h k l m n o n p qn mdh r l s m h1 h m ‘ n t j ug2dv m 3 ]v m p 6/wxg21 l h m p 3 y v s m p/j z xg{ h m p6 . 6 -E n o o h p hn | z m | n t ]s r v n ms m } o h k r t v k s o } m p v m h h t v m p /E dj/ “ l n “ / v s m p ‘ “ 6 “ “ f / E l v m s C -E n o o h p hn | dv m v m ps m } m h t p q h ‘ n “ t k h ‘ /E dj/ “ l n “ / v s m p ‘ “ 6 “ “ f /E l v m s 0 K T W R J ’ W 9j l hm h ir h k l m n o n p qis ‘ h h o n h | n t]h r l s m h‘ h m ‘ n t 9r l h t n k h ‘ ‘n | q m s ]v k]s r k l v m p| n t r l hk s r s o q r v kk n ] n m h m rs m r l hk n ] h m ‘ s r v m pk n ] n m h m r /m h i ]h s ‘ “ t v m pk v t k “ v rs m r l hs “ r n ]s r v k s * “ ‘ r ]h m r | n t r l h‘ h m ‘ v v o v r qn | r l h‘ h m ‘ n t -j l t n “ p lr l h‘ r “ q v m pn | r l h q m s ]v k]s r k l v m pn | k s r s o q r v k k n ] n m h m r ‘r l hk n m ‘ v ‘ r h m k hn | r ink n ] n m h m r ‘ n | r l h‘ h m ‘ n t v ‘ v m k t h s ‘ h s m r l h h t n 3 t v | r v ‘ h k t h s ‘ h - ‘ v m pr l v ‘m h i]h s ‘ “ t v m p]h r l n r l h‘ r s v o v r qn | ‘ h m ‘ v v o v r qn | r l h‘ h m ‘ n t k s m hv ] t n h -, s ‘ v ‘ n | r l h t h ‘ h s t k l v m pn mr l hs “ r n ]s r v ks * “ ‘ r ]h m rn | r l h‘ h m ‘ n tr l hs “ r n ]s r v n m t n k h ‘ ‘s m v r ‘t h o v s v o v r qn | r l h ]h r l s m h]n m v r n t k s m hk s t t v h n “ r - -M .Z O R \ T 9‘ h m ‘ n t C]h r l s m h h r h k r v n m C]h s ‘ “ t v m pr h k l m n o n p q .责任编辑 陈其泰0 “G 中国矿业大学学报第7 卷 万方数据