智能氣體傳感器及技術(shù)
發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:35
智能氣體傳感器是應(yīng)用 MEMS技術(shù)、厚膜氣敏元件制造技術(shù)、厚膜混合集成電路技術(shù)、計算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用等高新技術(shù)而完成的多功能氣體傳感器。與傳統(tǒng)氣體傳感器相比,通過集成控制器 /處理器,使傳感器具備邏輯功能、雙向通信功能或者決策功能。
智能氣體傳感器按實現(xiàn)途徑劃分,最主要的類型是在檢測系統(tǒng)中安裝多個氣體傳感器,再配置相應(yīng)處理電路來實現(xiàn)智能化;按傳感系統(tǒng)與外界信息交互作用方式,可分為無線傳感網(wǎng)絡(luò)式和有線傳感網(wǎng)絡(luò)式?!?br>
國內(nèi)在智能氣體傳感器研究方面起步較晚,技術(shù)滯后。中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所應(yīng)用厚膜氣敏元件制造技術(shù)、厚膜混 合集成電路技術(shù)、計算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用等高新技術(shù)對智能氣體傳感器進(jìn)行了研究。
智能氣體傳感器的實現(xiàn)方式
將氣體傳感器陣列與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,組成智能氣體探測系統(tǒng),系統(tǒng)由氣敏陣列、信號處理系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)組成。采用多個具有不同敏感特性的氣敏元件組成陣列,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別技術(shù)對混合氣體進(jìn)行氣體識別和濃度監(jiān)測。系統(tǒng)能夠做到迅速準(zhǔn)確識別氣體性質(zhì),判斷氣體種類、感知氣體信息,并傳輸信息至處理系統(tǒng),判別危害程度,形成處置方案,傳輸至執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行。同時,將常見有毒、有害、易燃?xì)怏w的種類、性質(zhì)、毒性輸入計算機(jī),并根據(jù)氣體的性質(zhì)編制事故處置預(yù)案輸入計算機(jī)。當(dāng)泄漏事故發(fā)生后,智能氣體探測系統(tǒng)將按下面程序工作:進(jìn)入現(xiàn)場→吸附氣體樣品→氣敏元件產(chǎn)生信號→計算機(jī)識別信號→計算機(jī)輸出氣體種類、性質(zhì)、毒性及處置方案。
智能氣體傳感器要實現(xiàn)無線化,主要途徑有:
●傳感器通過 ZIGBEE將傳感器連接形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)并集成到計算機(jī)。再通過計算機(jī)和 GPRS無線將信號發(fā)送到集中控制中心,進(jìn)而通過互聯(lián)網(wǎng)形成大的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
●在傳感器上集成 RFID無線芯片,再通過 RFID無線芯片將信號直接傳輸?shù)絿医ㄔO(shè)的專用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收站,進(jìn)而通過專用的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集成和連接,形成國家級的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。
●將傳感器上集成具備 WI-FI功能的無線芯片,并通過各城市建設(shè)的 WI-FI網(wǎng)絡(luò)直接連通互聯(lián)網(wǎng)。
●將傳感器集成 GPRS無線芯片,通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳計算機(jī),進(jìn)而上傳互聯(lián)網(wǎng)形成傳感器網(wǎng)絡(luò)。
●通過智能家庭的無線平臺形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。