过程检测中微流热导传感器的设计及应用文献综述
2020-04-10 17:00:54
文 献 综 述
1. 微流热导传感器的应用现状与发展趋势
热导池检测器是气相色谱法中最早出现和应用最广的检测器。气体热导检测法是利用传统热导传感器的温度随被测气体体积分数改变而发生相应变化这一特性实现对不同气体体积分数检测的,由于热传导检测器结构简单,性能稳定,灵敏度适宜,线性范围宽,而且价格便宜,维护方便[9],对各种能作色谱分析的物质都有响应,最适合作常规分析,也能作痕量(ppm级)分析,因而它仍然是目前最常用的检测器之一,在工业、农业、国防、医疗卫生、环境保护、航空航天等领域的气体浓度分析方面有着广泛的应用。
但热导传感器也存在着一些缺陷。以氢气为例,目前国内氢气浓度检测系统以传统热导传感器为核心的设计模式,存在着系统检测灵敏度低、检测误差大、温度漂移大、环境温度补偿困难、有交叉敏感现象等诸多问题,从而限制了热导传感器的更广泛使用,故以此为课题进行研究具有很好的实用价值和社会价值。
如今的热导传感器更趋向于微型化和智能化。
(1)微型化
传统的大体积、弱功能传感器往往很难满足生产生活要求,所以它们已逐步被不同类型的高性能微型传感器所取代,微型传感器不是单纯的传统传感器物理尺寸的缩小,它主要由硅材料构成,采用精密加工、微电子以及微机电系统技术 ,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。
(2 智能化
智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大,因为:
1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。