рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Настройка и калибровка анализатора

Работа сделанна в 1999 году

Настройка и калибровка анализатора - Дипломный Проект, раздел Геология, - 1999 год - Разработка анализатора газов на базе газового сенсора RS 286-620 Настройка И Калибровка Анализатора. Процесс Настройки Прибора Сводится К Отла...

Настройка и калибровка анализатора. Процесс настройки прибора сводится к отладке процессорной части и программы работы, а так же к проверке работы измерительного блока. Подготовка измерительной части к работе заключается в проверке напряжений на нагревателе чувствительно элемента, и проверке длительности интервалов прогрева и охлаждения сенсора.

Кроме того, необходимо проведение проверки длительности и равномерности интервалов между измерениями при снятии термограммы. Процесс калибровки проводиться путем снятия термограмм эталонных смесей на сенсоре, который затем будет установлен в приборе. Эталонные термограммы снимаются сенсором, подключенным к ПЭВМ IBM PC и записываются в файл. В дальнейшем такие файлы можно использовать либо для проверки взаимозаменяемости сенсоров, либо для их метрологической проверки.

Содержимое эталонных файлов зашивается в ПЗУ данных прибора. При изменении типа сенсора необходимо определить оптимальные для данного датчика длительностей прогрева и охлаждения датчика. В качестве значения времени прогрева выбирается время полного прогрева датчика от температуры 10оС до рабочей температуры. В качестве значения времени охлаждения выбирается время остывания датчика от рабочей температуры до 10оС. В процессе определения длительности интервалов прогрева и охлаждения датчика на нагреватель датчика подается рабочее напряжение и измеряется ток через нагреватель.

После подачи на нагреватель напряжения, его температура начинает возрастать. Поскольку сопротивление нагревателя растет с ростом температуры, то ток через нагреватель уменьшается до достижения некоторого стационарного значения. Время с момента подачи напряжения на нагреватель до достижения током стационарного значения считается временем прогрева датчика.

Для настройки датчика используются тарированные газовые растворы паров различных веществ в воздухе. Типичные концентрации паров должны составлять величины 10 - 1000 ppm. Первоначально испытания датчика проводились на 20 эталонных образцах. 1. Воздух 2. Пары воды 3. хлороформ 4. четыреххлористый углерод 5. дихлорэтан 6. гексан 7. Смесь горючих газов СГГ 8. Бензол 9. Толуол 10. фенол 11. формальдегид 12. ацетон 13. спирт этиловый 14. аммиак 15. угарный газ 16. углекислый газ 17. уксусная к-та 18. метан 19. сероводород 20. озон Для указанных выше веществ были проведены измерения и сняты зависимости сопротивления от температуры эталонные термограммы. По полученным данным была построена таблица корреляций эталонов матрица М в выражении 20а. Графики эталонных термограмм и таблица корреляций приведены в приложении 11. Серым цветом в таблице корреляций выделены вещества, термограммы которых были заложены в ПЗУ прибора. Из таблицы корреляций видно, что значение коэффициента корреляции для нескольких пар веществ близко к единице.

При определении состава газовой смеси вероятность того, что вместо одного вещества будет ошибочно обнаружено другое определяется коэффициентом корреляции между термограммами этих веществ.

При выборе эталонных термограмм для прошивки в ПЗУ прибора помимо коэффициента корреляции учитывалась воспроизводимость термограмм для каждого из веществ. В качестве веществ, использующихся при настройке датчика следует выбирать следующие 1. Чистый, сухой воздух. 2. Пары воды. 3. Угарный газ. 4. Сероводород. 5. Спирт этиловый.

Для проверки работоспособности прибора используются тарированные газовые растворы паров комбинаций двойных и тройных тех же веществ в воздухе. Ниже приведены наиболее удачные результаты, полученные при калибровке прибора. Смесь Показания прибора Пары воды Вода 7000 ppm Сероводород 500 ppm Сероводород 492 ppm Хлор органика 3 ppm Водный раствор спирта 50 Вода 1200 ppm Спирт 1600 ppm Сероводород Пары воды Вода 309 ppm Сероводород 270 ppm Спирт Аммиак Спирт 15 ppm Аммиак 1200 ppm Результаты, полученные при определении состава газовой смеси с использованием всех 19 эталонов приведены в приложении 6. Алгоритм работы прибора Алгоритм работы прибора, реализованный в помещенной в ПЗУ прибора программе работы прибора, состоит из двух основных блоков - блока снятия результатов измерений и блока обработки результатов и определения концентраций примесей.

При разработке программы работы прибора большое внимание уделялось сохранению одинаковых условий снятия термограмм на протяжении всего времени работы прибора.

Для обеспечения воспроизводимости термограмм необходимо сохранение постоянной частоты снятия результатов измерений с АЦП и циклов прогрева -охлаждения датчика. В алгоритме работы прибора включение-выключение нагревателя датчика и снятие показаний АЦП происходят по прерыванию от внутреннего таймера микропроцессора.

Через строго определенные промежутки времени происходит включение или выключение напряжения на нагревателе и сохранение данных с АЦП во внешней переменной. После того, как данные в этой переменной были обновлены выставляется флаг Новое измерение. Работа прибора начинается с предварительного прогревочного цикла датчика. Во время снятия термограмм результаты измерений, полученные с АЦП, записываются в элементы массива в ОЗУ прибора. После записи очередного результата значение адреса в массиве увеличивается и сбрасывается флаг Новое измерение. После того, как запись результатов в массив завершена управление передается блоку обработки результатов.

Первоначально снятые данные, полученные с АЦП, пересчитываются в проводимость сенсора. Затем проводимость сенсора и эталонные термограммы пересчитываются в матрицу М и столбец свободных членов В. Полученная система уравнений решается методом прогонки. Полученные решения сравниваются с 0. Если все решения положительны, то полученное решение пересчитывается в концентрации примесей.

Задача в этом случае считается решенной. Если некоторые из полученных решений отрицательны -из матрицы М изымаются соответствующие строки и столбцы и процесс определения концентраций повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено положительное решение системы. Структура алгоритма работы прибора изображена на рис. 5 Контрольный пример для определения правильности работы алгоритма нахождения неотрицательных решений приведен в приложении 4.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Разработка анализатора газов на базе газового сенсора RS 286-620

Универсальный анализатор газовой смеси является одним из периферийных блоков системы и предназначается для мониторинга содержания различных… В ходе работ над проектом изучались различные методики мониторинга химического… После разностороннего анализа имеющихся возможностей было установлено, что применить для решения поставленной задачи…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Настройка и калибровка анализатора

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Возможные пути решения
Возможные пути решения. В настоящее время в прикладной химии одним из наиболее распространенных методов контроля состояния окружающей среды является газовая хроматография. Хроматография - гибридный

Что сделано другими разработчиками в этом направлении
Что сделано другими разработчиками в этом направлении. Среди работ по изучению свойств полупроводников заметную роль занимают работы по изучению взаимодействия полупроводниковых пленок и хим

Обзор современных полупроводниковых газовых датчиков
Обзор современных полупроводниковых газовых датчиков. При изучении электрических свойств полупроводников было установлено, что их проводимость существенно меняется при появлении в полупроводнике пр

Обзор микроконтроллеров для обработки сигналов
Обзор микроконтроллеров для обработки сигналов. При выборе микроконтроллера для прибора выдвигались следующие требования Совместимость уровней и длительностей сигналов с остальными блоками системы

Выбор элементной базы для измерительной части
Выбор элементной базы для измерительной части. Назначением измерительной части прибора является измерение сопротивления на чувствительном элементе газового датчика, его преобразование в цифр

Выбор устройства отображения информации
Выбор устройства отображения информации. Для отображения результатов измерений и служебной информации необходимо применение точечно-матричного индикатора. В настоящее время существует 3 осно

Описание сенсора RS
Описание сенсора RS. Сенсор RS 286-620 производства RS-Components представляет собой тонкопленочный полупроводниковый датчик для определения загрязненности воздуха. Датчик состоит из нагревателя и

Физические основы работы прибора
Физические основы работы прибора. В изолированном атоме энергетический спектр электронов дискретный. Заполнение энергетических уровней осуществляется по определенным правилам. При этом в s-с

Зависимость количества адсорбированных молекул от температуры
Зависимость количества адсорбированных молекул от температуры. Ударяясь о поверхность твердого тела молекулы газа адсорбируются. Время адсорбции или пребывания молекул в адсорбированном сост

Гипотеза линейной аддитивности сигналов
Гипотеза линейной аддитивности сигналов. Очевидно, что чем больше концентрация молекул в окружающем газе, тем больше число молекул, абсорбированных на поверхности тонкопленочного чувствитель

Особенности построения алгоритма определения концентраций
Особенности построения алгоритма определения концентраций. Как было показано выше для определения концентраций примесей в газовой смеси необходимо решить систему из n уравнений 20 . Однако, среди и

Соответствие между термограммами и парциальными проводимостями
Соответствие между термограммами и парциальными проводимостями. В процессе работы прибора на нагреватель чувствительного элемента подается периодическая последовательность импульсов напряжения.

Принципы работы прибора
Принципы работы прибора. В приборе использовался полупроводниковый сенсор RS286-620 производства RS-Components. По утверждению представителей фирмы чувствительный элемент представляет собой тонкопл

Измерительная часть прибора
Измерительная часть прибора. Измерительная часть состоит из схемы управления нагревателем сенсора и АЦП для измерения сигнала с сенсора. Поскольку входной ток АЦП достаточно велик и непосредственно

Процессорная часть прибора
Процессорная часть прибора. Основу процессорной части прибора составляет микроконтроллер AT89C51 D1 . Шина данных микропроцессора 8и битная, коммутируемая т.е. адрес и данные передаются по одной ши

Блок питания
Блок питания. В качестве блока питания прибора используется внешний источник питания напряжением 9В. Ток, обеспечиваемый источником составляет 0,7 А. Напряжение питания, поступающее в прибор фильтр

Использованная литература
Использованная литература. А.Б. Певцов, Н.А. Феоктистов. В.Г. Голубев, Л.Е. Морозова, Проводимость тонких нанокристаллических пленок кремния. Физика и техника полупроводников, 1999, том 33,

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги