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甲烷传感器

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基于三椭球体吸收腔红外甲烷传感器的研究

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我们都知道,瓦斯气体爆炸是煤矿安全生产的最大事故之一,其中瓦斯气体中80%以上为甲烷气体。由瓦斯气体引起的事故中95%以上是因为瓦斯气体爆炸,其爆炸下限为5%,因此对4%以下低浓度甲烷气体的高灵敏度、高准确度的检测极其重要。

甲烷传感器的检测原理多种多样,如催化燃烧、半导体等,基于红外气体检测原理,提出了一种三椭球体结构的镀金气室,包括3个椭圆曲面相交形成的反射式光路。利用光学软件Lighttools得到气室光路模拟和探测器接收面光照度的光栅图,并基于两图对气室结构进行优化。在信号处理电路中采用斩波放大滤波电路(CAFC)对热释电探测器输出的电压信号进行处理。经过理论计算,传感器可以达到10-6级别的检测限。该便携式传感器技术可以广泛用于煤矿瓦斯气体、天然气泄露等的检测。

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