【摘 要】
：
国家标准及国际半导体产业协会（SEMI）标准中,对电子工业用气及高纯气体,都要求准确测定其中微量氧气的含量并将氧气含量列为重要指标。通过对现场工况及市场调研发现目前国内微量氧分析仪大多依靠进口且价格昂贵、校准麻烦;而国产微量氧分析仪存在数据准确度、实时性不够高、校准需要返厂等问题。本文针对以上问题并结合工业现场需求研制了一种便携式电化学型微量氧分析仪,本论文来源于校企合作开发项目,相关研究、设计方
论文部分内容阅读
国家标准及国际半导体产业协会（SEMI）标准中,对电子工业用气及高纯气体,都要求准确测定其中微量氧气的含量并将氧气含量列为重要指标。通过对现场工况及市场调研发现目前国内微量氧分析仪大多依靠进口且价格昂贵、校准麻烦;而国产微量氧分析仪存在数据准确度、实时性不够高、校准需要返厂等问题。本文针对以上问题并结合工业现场需求研制了一种便携式电化学型微量氧分析仪,本论文来源于校企合作开发项目,相关研究、设计方法及成果如下:（1）探测前端设计:以满足工业现场对微量氧含量精准测量的需求为目标(10-6ppm级),研究了氧化锆型、顺磁型、光纤型、电化学型测氧原理及其适用范围,在充分的选型比较后,采用电化学型传感器展开气室及仪器外形结构设计。（2）软硬件设计:在研究微弱电流信号放大原理的前提下,设计了适合本系统的两级放大电路,实现微量氧含量高、中、低浓度信号的调理及24位高精度的AD采集;依据在线分析仪表的特点,本设计采用嵌入式操作系统Free RTOS,使用分层架构用于系统任务调度,分离硬件驱动和应用程序,提高主控制器CPU的工作效率,保证测量数据的实时性;依据目前DCS系统主要包括模拟和数字通道的信号采集形式,采用工业标准信号4-20m A模拟量的在线变送,及基于MODBUS通信协议的RS485数字输出。（3）样机设计:根据仪器功能结合现场使用需求并考虑仪器装配和调试便利性,硬件电路的PCB分别设计了信号采集板卡、主控核心板卡、人机交互显示板卡并采用叠层、垂直连接的特殊构造缩减整机尺寸,优化仪器的外观结构;并且有丰富的可视化菜单设计,便于操作者在现场对仪器进行校准及设置。（4）整机测试:利用标准实验装置和国家标准物质（NCRM）分别从准确度、重复性、响应时间、输出波动误差及线性度等性能指标上对微量氧分析仪进行测试。测试结果表明,在常温（非极端气候）、0.1MPa微正压或常压、气流100m L-500m L/min的测试环境下,仪器的低量程0-10ppm的准确度≤2.00%FS,中、高量程10-100ppm、100-1000ppm的准确度≤1.00%FS,重复性＜2.00%,响应时间T90＜60s,输出波动≤1.97%,线性误差≤2.00%,达到预期设计目标,满足工业现场对微量氧测量分析的需求。
其他文献
多球中子谱仪常用于测量各种中子辐射场中的中子能谱,传统的多球中子谱仪存在能谱测量范围小、多个探测球体工作出现“球球干扰”影响、测量结果不一致和整体设备笨重且价格昂贵等问题。针对以上存在问题,本人所在课题组研制出了使用水作为慢化剂的抽注水多层同心球中子谱仪,该仪器通过对慢化多层球体各层抽注水方式来控制慢化层厚度,然后根据谱仪中心热中子探测器输出不同慢化厚度组合下测量的热中子计数,再通过解谱来获得中子
图像边缘检测技术在工业、医学、遥感和航空等众多领域均发挥着至关重要的作用,但由于图像采集设备本身存在缺陷和特殊的提取过程等多种因素的影响,使得图像存在边缘模糊、视觉感受效果差等问题,所以对图像进行增强成为了必要的图像处理过程。对图像进行增强处理的目的是为了增加图像中的重要细节信息,提高图像的对比度,使图像具有更加良好的视觉效果。传统的图像边缘检测方法只关注图像中的数学指标,忽视了视觉效果的重要性,
区块链技术去中心化、记录可追溯、公开透明等特性,使得其在赋能传统行业方面具有很大的潜力,基于区块链的供应链管理系统就是其中一种。传统供应链环节繁杂,交易记录难追溯、可篡改以及商品在转移过程损坏、造假等一直是整个供应链面临的难题。区块链账本的时序性以及其围绕其身的通证（Token）属性弥补了传统供应链系统以及实体商品在市场中频繁交易、转移不方便的缺陷。作为区块链技术的核心部分,共识算法受到了学术界与
随着人口的增长和社会活动的频繁,公共场合人群聚集的情况日益增多,人群拥挤现象呈现明显升高趋势,如果没有及时采取有效措施控制人流,可能导致踩踏甚至出现人员伤亡的悲剧。另外,近几年常发生公共场合砍人等恶性暴力事件,如昆明火车站砍人事件,对社会稳定有序造成重大负面影响。因此,近年来随着深度学习的兴起与流行,通过计算机视觉领域研究人群特点成为了主要的研究方向,运用深度学习智能化地实现密集人群数量统计进而控
移动机器人已成为科技领域最热门的研究方向之一,其应用已从传统的工业领域扩展到城市安全、国防军事、物流仓储等领域。为解决传统仓储在商品调度中出库效率低、资源消耗大等问题,本文以麦克纳姆轮智能移动机器人为平台,开展了基于任务调度和路径规划算法的研究,以实现仓储物流高效率搬运。首先,针对传统仓储“人到货”作业模式效率低的弊端,在仓储环境下,选择移动平台在“多拣货台同步拣选”作业模式下进行货物搬运,再通过
电子技术和计算机技术的发展推动了核辐射探测器的发展。如今,基于模拟技术的能谱仪正快速地被数字能谱仪取代,数字信号处理技术在核信号处理方面应用的研究也取得了很多成果,更加推动了数字化能谱仪的发展。数字能谱仪使用数字滤波成形算法代替模拟能谱仪中复杂的滤波成形电路,提高了系统的稳定性和灵活性。如今,数字脉冲处理技术成为能谱测量系统中关键技术,数字脉冲成形算法在提高能谱的计数率和能量分辨率上有很大帮助,是
随着核科学与核技术的迅速发展,核能作为一种清洁能源,在世界各国能源消耗结构中所占的比例也越来越大。然而,2011年3月日本福岛核泄露事故后,涉核场所的核辐射监测引起了人们的更加广泛的关注。凭借自身极强的穿透能力及其对人体的损害性,γ射线是涉核场所重点监测的对象之一。目前,基于闪烁体探测器的区域γ辐射监测理论方法和系统装置的研究上,国内外总体水平接近。凭借自身价格低廉、使用便捷和信号易捕获等优点,气
核技术分析中最重要方法之一,就是核能谱信息的获取和处理。作为一种常见的研究手段,核能谱信息的获取和处理在许多基础和应用科学研究中起着至关重要的作用。从上个世纪末开始,作为核能谱测量工具的核能谱仪开始朝着数字化的方向发展,并且逐步取代传统的模拟核能谱仪,这标志着数字化的核信号处理技术成为主流的研究方向。在核能谱测量系统中,核信号在核辐射探测器的各个电路中传输过程一般表现为冲激、指数、双指数、阶跃等形
随着人工智能等技术的不断发展,为了解放生产力,推进智能车间的无人化、智能化显得尤为重要。想要实现车间的智能化,第一步也是最重要的一步是帮助车间中各种智能设备进行环境的感知。图像语义分割作为感知技术中的一部分,已经拥有了较为成熟的发展,在许多高性能设备上都拥有不错的表现。现有高精度的语义分割网络虽然拥有不错的准确性,但是却不满足智能车间生产制造实时性的需要。因此,本文以智能车间目标作为对象,以移动机
荞麦副产品的研究可进一步提高其经济价值，建立电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS）测定铝残留量可有效保障食品安全。铝的浓度在0～8.0 mg·L-1呈良好的线性关系，线性相关系数为0.999 8，该方法检出限为0.001 705 mg·L-1，定量限为0.005 mg·L-1，加标回收率为96.5%～102.