非分光红外车辆尾气传感器系统设计

张　坤， 陈　锋

(中国科学技术大学 自动化系,安徽 合肥 230026)



非分光红外车辆尾气传感器系统设计

张坤， 陈锋

(中国科学技术大学 自动化系,安徽 合肥 230026)

摘要:非分光红外(NDIR)是一种利用气体对红外光的选择性吸收原理进行气体浓度检测的方法。利用NDIR分析方法，设计一种车辆尾气检测传感器系统，实现对大气中存在的汽车尾气进行检测与分析。该系统使用多窗口红外传感器组合，采用v支持向量回归进行传感器建模。实验结果证明：该检测系统具有测量精度高、稳定性好和便于携带的特点，能够满足车辆尾气测量分析的需求。

关键词：车辆尾气； 非分光红外； 支持向量回归； 红外传感器

0引言

机动车尾气的检测方法很多，常见的有电化学法、催化燃烧法[1]和光学检测法等。电化学方法是利用尾气与传感器内的化学物质反应产生微电流，通过测量电流值来推算气体浓度，但高浓度尾气可能会使传感器中毒[2]，抑制传感器活性。催化燃烧法是利用金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度，但是对非可燃气体没有反应，只能测量可燃气体的浓度。光学方法有可调谐二极管激光吸收光谱[3](tunable diode laser absorption spectroscopy，TDLAS)法和非分光红外(non-dispersed infrared，NDIR)检测法。可调谐激光器调制光谱技术是用单一窄带的激光扫描气体分子的特征吸收线获得被测气体的吸收光谱，从而实现对目标气体进行定性或者定量分析。中国科学院安徽光学精密机械研究所采用波长调制技术和激光分束技术[4]，实现了对空气中多种气体浓度的检测。……