非分光红外CO2浓度检测仪研究

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CO2是大气中的重要成分之一,它与人们的生产生活有密切的联系。随着科学技术的不断发展和生产力的不断提高,在矿井等安全生产领域对C02浓度进行检测变的越来越重要。因此开发出选择性好、小型化和稳定性好的CO2浓度检测仪具有十分重要的意义。本文通过比较和分析各种气体浓度检测方法的优缺点,并结合C02对红外光的吸收特点,选择了红外光谱吸收法来测定气体的浓度。采用德国PerkinElmer公司的IR.L715光源和PYS3228 G2/G20双光路热释电红外探测器,设计了一种无可动部件的双通道非分光红外CO2气体浓度检测仪。根据所选光源和探测器的特点,设计了电源供电电路、光源调制电路、基本放大和滤波电路、MSP430单片机控制电路、液晶显示电路、串行通信模块电路和RS485通信模块电路等。在IAR Embedded Workbench for MSP430集成环境中进行软件编程,编程语言采用C语言。结合硬件电路的信号特征和功能编写了系统主程序、IRL715光源驱动程序、AD转换程序、液晶显示程序和通讯程序。完成了C02浓度检测仪软硬件设计制作与焊接调试。在实验室现有条件下,为了对仪器进行定标测试,首先对配制C02标准气体的配制方法进行了分析计算并推导出误差计算公式。然后分析配气误差和气体测量误差产生的原因。最后在改进仪器测量电路后,通过实验测试,仪器测量的绝对误差为0.21%,响应时间为6s。
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