红外吸收型co_2气体浓度测量技术研究

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1、SOOCHOWOMlVERSITY硕士学位论文论文题百红外皈收型co2气体浓度测量技术研究研究生姓名赵映指导教师姓名條小平专业名称测试计量技术及仪器研究方向嵌入式系统论文提交日期2015年4月苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本

2、人承担本声明的法律责任。论文作者签名：名碘日期；苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社)、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

3、。涉密论文口本学位论文属在年—月解密后适用本规定。非涉密论文口论文作者签名：h娘日期：年4/^ra导师签名：日期：叫剛p红外吸收型CO2气体浓度测量技术研究中文摘要红外吸收型CO2气体浓度测量技术研究中文摘要科学技术进步的同时也带来了对自然环境的影响，其中为首的就是以CO2气体为主的温室气体的产生。这不但会加剧温室效应，更重要的是会危害人类的健康。因此，对室内CO2气体浓度进行测量很有必要。本论文扼要介绍了气体分子的红外选择吸收理论和Lambert-Beer定律，采用电调制非分光测量结构，设计了CO2

4、气体浓度测量装置的硬件电路和软件程序，并利用BP神经网络对CO2气体浓度进行计算。采用RS485通信，PC基于LabWindows/CVI编程实现了测量结果的实时显示和存储。CO2气体浓度测量装置由+5V供电，采用具有内部A/D转换模块的PIC16F886单片机作为微控制器，具有低功耗、高稳定性等特点；由单片机输出脉冲波控制实现红外光源的调制，能克服机械调制的缺点，大大提高了光源的稳定性和寿命；考虑到温度对吸收系数的影响，将温度信号与红外探测器输出的两路信号(参考通道信号和测量通道信号)一起作为BP神

5、经网络的输入层。由于单片机运算速度及存储空间限制，BP神经网络的训练学习过程在PC中由Matlab软件来完成。在得到BP网络的结构和参数后，将其下载到单片机中，实现测量时用训练好的BP网络计算CO2气体浓度。这一方法在保证了CO2气体浓度测量准确度的前提下，降低了装置的成本。实验时利用德国较为先进的CO2气体浓度测量仪器Model-400进行比对，结果表明，利用BP神经网络训练出的“三输入-单输出”结构来计算CO2气体浓度，能够有效地降低环境温度对测量结果造成的影响，减小测量误差，保证测量精度，整个装

6、置具有精度高、稳定性好、功耗低、使用方便等优点，同时，为今后此类产品国产化、多参数气体测量装置的研究提供一定的参考依据。关键词：红外吸收；CO2气体浓度；BP神经网络作者：赵映指导导师：陈小平IAbstractStudyontheTechnologyofInfraredAbsorptionCarbonDioxideGasConcentrationMeasurementStudyontheTechnologyofInfraredAbsorptionCarbonDioxideGasConcentratio

7、nMeasurementAbstractThedevelopmentofscienceandtechnologyalsoexertaninfluenceonthenaturalenvironment,especiallythegenerationofthegreenhousegasessuchascarbondioxidegas.Itwillnotonlyaggravatethegreenhouseeffect,butalsobeharmfultothehealthofhumanbeings.Ther

8、efore,itisveryessentialtomeasuretheconcentrationofindoorcarbondioxidegas.ThisthesisistointroducethetheoryofinfraredabsorptionofgasmolecularandLambert-Beer'slaw.Thehardwarecircuitandsoftwareprogramofthecarbondioxidegasconcentratio