聲表面波氣體探測器系統(tǒng)集成技術(shù)研究.pdf

1、戰(zhàn)場上的化學(xué)戰(zhàn)劑(CWA)和工業(yè)上的有毒廢氣都對會人體產(chǎn)生了極大的傷害，因此氣體檢測就變得極為重要。而基于聲表面波的器件在氣體檢測上有著明顯的優(yōu)勢，并且被廣泛應(yīng)用于軍用和商用設(shè)備。本課題就是在此背景下產(chǎn)生，本文研究了基于聲表面波氣體傳感器的識別系統(tǒng)。
　　利用三個涂覆有敏感膜的聲表面波器件構(gòu)建成一個SAW傳感器陣列，使用該傳感器陣列對不同種類不同濃度的氣體進行氣敏檢測，結(jié)合模式識別算法，最終可在單片機 PIC上實現(xiàn)神經(jīng)毒氣模擬劑(

2、DMMP)、芥子氣模擬劑(2-CEES)和干擾氣體的識別，檢測出毒氣的種類與濃度。
　　本文的主要內(nèi)容分為三個部分：
　　第一部分是系統(tǒng)前端聲表面波氣體傳感器應(yīng)用設(shè)計。研究了傳感器振蕩電路、dsPIC核心電路、TEC恒溫電路、PID控制加熱片恒溫電路以及電源模塊、LCD顯示模塊、富集器和氣路驅(qū)動，數(shù)據(jù)存儲等模塊的外圍電路并進行了分析。在硬件設(shè)計基礎(chǔ)上，研究了系統(tǒng)前端控制的程序，設(shè)計了軟件 PID控溫程序和 I2C數(shù)據(jù)存儲程序

3、，最后測試了恒溫模塊溫度變化曲線和濃度，溫度，富集器等因素對聲表面波傳感器頻率響應(yīng)的影響。
　　第二部分即是系統(tǒng)后端聲表面波氣體傳感器數(shù)據(jù)的處理。研究了聲表面波氣體傳感器三路頻率信號的采集，傳輸和存儲,以及系統(tǒng)電源模塊，LCD顯示模塊、采樣氣泵、富集器和恒溫模塊的功耗分析。在硬件設(shè)計基礎(chǔ)上，設(shè)計了集成式氣體傳感器后端處理數(shù)據(jù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法程序，并通過MATLAB平臺仿真實現(xiàn)。
　　第三部分是基于本探測器進行了軟硬件功能測