基于LabVIEW的甲烷浓度监测系统的研究与设计

【摘要】监测甲烷气体浓度在工业生产、生活安全等领域具有重要的意义。但是，到目前为止，由于矿下气体检测系统的不完善，我国都会发生若干起煤矿爆炸事故，死亡人数约占矿难事故死亡人数总数的一半左右。此外，近年来由于天然气的大量使用，天然气泄漏事故也频繁发生。所以研制新型有效的甲烷检测仪器的已迫在眉睫。基于红外吸收原理的气体传感器具有灵敏度高、选择性好、分辨率高等优点，是目前主要的检测气体方法之一。而LabVIEW是一款图像化的编程软件，它具有处理复杂信号和大数据的能力，目前已经广泛应用。本工作是国家高技术研究发展（863）计划－红外瓦斯检测仪－项目的延续。本论文研制了具有良好人机交互界面的智能化甲烷检测仪，它是一种利用红外吸收光谱原理监测甲烷的虚拟仪器，并且利用了上位机的数据处理能力。研究设计和制作了电路（包括前置放大器、主放大器、驱动电路、电源电路等）和软件（采集参数、电压/浓度转换、存储信号、声光报警、人机交互界面等）。文中选用了由英国E2V公司生产的IRGJ12型传感器，输出两路电信号，其中一路为与气体浓度相关测量信号，另一路为与气体浓度无关的参考信号，从而可以消除共模噪声。两路信号经电路处理后通过转接板（CB-68LP）输入数据采集卡（PCI6221），再由LabVIEW上位机软件处理信号。最终实现系统检测下限为100ppm，系统在低浓度时的灵敏度达到100ppm，稳定性良好。
【作者】吕瑞红；
【导师】王一丁；郑传涛；
【作者基本信息】吉林大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】E2V；红外检测；数据采集卡；LabVIEW；气体检测；虚拟仪器；

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