4 шаг - Окончательный результат
1 | 6 | 10 | ||
M= | 9 | 3 | B= | 14 |
Х= | 1,059 | 1,490 |
При разработке прибора проводились промежуточные контрольные измерения. Приведенные ниже данные представляют собой необработанные ( не нормированные на количество измерений ) результаты измерений суммарной загрязненности воздуха.
В этой части в качестве суммарной загрязненности бралась величина
M1=г-
В этой формуле г –проводимость сенсора в газовой смеси, -проводимость сенсора в эталонной газовой смеси (чистый воздух). Сумма берется по всем точкам термограммы.
Измерения первоначально проводились в замкнутом объеме с чистым воздухом, затем в воздухе в помещении лаборатории, затем в новь в замкнутом объеме с примесью паров спирта (10ppm). Второй слабый пик на графике соответствует добавлению еще 10ppm паров сприта.
Нижний график представляет собой попытку учесть разнличия между эталонным воздухом и «чистым» воздухом в лаборатории. ( Из верхнего графика вычтена «фоновя» проводимость, обусловленная воздухом в лаборатории. В качестве «чистого» воздуха взят результат измерений, наименее отличающийся от эталонного.)
Серия | Сумма по 150 точкам за 50 сек | Где | Разность с фоном |
1 Серия | 132925 | Замкнутый объем | 7201 |
129303 | Замкнутый объем | 3579 | |
2 Серия | 128038 | Замкнутый объем | 2314 |
127356 | Замкнутый объем | 1632 | |
3 Серия | 126468 | Замкнутый объем | 744 |
125979 | Замкнутый объем | 255 | |
4 Серия | 125724 | Замкнутый объем | 0 |
126081 | Замкнутый объем | 357 | |
5 Серия | 148656 | снаружи | 22932 |
152352 | снаружи | 26628 | |
6 Серия | 152472 | снаружи | 26748 |
168452 | снаружи | 42728 | |
7Серия | 162484 | снаружи | 36760 |
161306 | снаружи | 35582 | |
8 Серия | 155528 | Замкнутый объем | 29804 |
151928 | Замкнутый объем | 26204 | |
9 Серия | 150372 | Замкнутый объем | 24648 |
149073 | Замкнутый объем | 23349 | |
10 Серия | 148267 | Замкнутый объем | 22543 |
146876 | Замкнутый объем | 21152 | |
11 Серия | 145682 | Замкнутый объем | 19958 |
144619 | Замкнутый объем | 18895 | |
12 Серия | 146374 | Добавлен спирт | 20650 |
147044 | Добавлен спирт | 21320 | |
13 Серия | 146699 | Добавлен спирт | 20975 |
145677 | Добавлен спирт | 19953 | |
14 Серия | 143998 | Добавлен спирт | 18274 |
143611 | Добавлен спирт | 17887 | |
15 Серия | 143453 | Добавлен спирт | 17729 |
143392 | Добавлен спирт | 17668 |
Для определения состава газовой смеси производилось измерение зависимости сопротивления датчика от его температуры. Затем полученная таким образом термограмма раскладывалась по базису из 19 эталонных термограмм. Для разложения по эталонным термограммам применялись одновременно и метод решения системы уравнений и симплекс метод для минимизации невязки. В таблице приведены результаты, полученные обоими способами.
Концентрации в таблице – в относительных единицах. Для получения истинных концентраций того или иного вещества необходимо умножать указанные в таблице числа на нормировочные коэффициенты для соответствующего вещества.
После предварительных испытаний методики работы и алгоритмов определения концентраций из 19 эталонов были отобраны 4, обладающие минимальными коэффициентами корреляции с остальными и хорошей повторяемостью термограмм, для дальнейшего использования в приборе.
Ниже приведены результаты определения состава газовых смесей.
Файл | Пары воды | хлороформ | четыреххлористый углерод | дихлорэтан | гексан | СГГ | бензол | толуол | фенол | формальдегид | ацетон | спирт этиловый | аммиак | угарный газ | углекислый газ | уксусная к-та | метан | сероводород | озон |
1481 | Угарный газ 1000 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
133 | Пары воды 1000 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,9 | 0,015 | 0,006 | 0,002 | 0,012 | 0,018 | 0,155 | |||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,34 | 0,039 | 0,074 | |||||||||||||||||
3601 | Формальдегид 500 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,251 | 0,326 | 0,126 | 0,082 | 0,011 | 0,155 | ||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,34 | 0,771 | 0,09 | |||||||||||||||||
755 | Бензол 50 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,003 | 0,089 | 0,222 | 0,082 | 0,054 | 0,119 | ||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,027 | 0,029 | 0,297 | 0,03 | 0,059 | 0,036 | 0,092 | |||||||||||||
1713 | Метан 250 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,029 | 0,073 | 0,036 | 0,048 | 0,032 | 0,008 | 0,027 | 0,006 | 0,254 | 0,096 | 0,018 | |||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,024 | 0,084 | 0,068 | 0,02 | 0,032 | 0,006 | 0,034 | 0,23 | 0,137 | |||||||||||
1931 | В объеме озонатора 1250 pm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,034 | 1,497 | ||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,28 | 0,721 | ||||||||||||||||||
1331 | Аммиак 20 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,168 | 0,02 | ||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,225 | 0,721 | ||||||||||||||||||
1112 | Ацетон 20 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,467 | 0,022 | 0,026 | 0,953 | 0,165 | 0,259 | 0,016 | 0,78 | ||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,559 | 1,364 | ||||||||||||||||||
1474 | Угарный газ 20 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,084 | 0,114 | 0,011 | 0,038 | 0,041 | 0,033 | ||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,039 | 0,01 | 0,223 | 0,012 | 0,125 | |||||||||||||||
1344 | Аммиак 250 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,059 | 0,186 | ||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
1025 | Формальдегид 10 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,018 | 0,126 | 0,069 | 0,08 | 0,008 | 0,026 | 0,136 | |||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,141 | 0,061 | 0,097 | 0,019 | 0,008 | 0,122 | ||||||||||||||
1813 | Сероводород 250 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,007 | 0,02 | 0,157 | |||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,023 | 0,005 | 0,124 | |||||||||||||||||
1351 | Сероводород 100 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,071 | 0,032 | 0,051 | 0,011 | 0,006 | |||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,052 | 0,05 | 0,034 | |||||||||||||||||
913 | Фенол 250 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,482 | 0,313 | ||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,306 | 0,005 | ||||||||||||||||||
912 | Фенол 125 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,181 | 0,002 | 0,01 | |||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,205 | 0,002 | 0,016 | |||||||||||||||||
1033 | Формальдегид 250 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,007 | 0,013 | 0,027 | 0,004 | 0,011 | 0,013 | 0,011 | 0,03 | 0,09 | 0,131 | 0,002 | 0,069 | 0,019 | 0,087 | 0,077 | 0,007 | 0,1 | |||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,027 | 0,102 | 0,126 | 0,067 | 0,019 | 0,087 | 0,078 | 0,006 | 0,102 | |||||||||||
3722 | Бензол 200 ppm | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,093 | 0,191 | 0,024 | 0,124 | 0,024 | 0,023 | ||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,058 | 0,199 | 0,092 | 0,076 | ||||||||||||||||
3739 | Смесь 30 ppm Аммиака + 50 ppm Формальдегида | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,64 | 0,026 | 0,116 | 0,005 | 0,191 | |||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,024 | 0,658 | 0,026 | 0,108 | 0,14 | |||||||||||||||
3820 | Смесь 500 ppm Аммиака + 500 ppm Ацетона | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,284 | 0,445 | 0,005 | 0,18 | 0,027 | 0,391 | ||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,015 | 0,254 | 0,471 | 0,185 | 0,441 | |||||||||||||||
4002 | Смесь Спирт + Ацетон | ||||||||||||||||||
Результат решения системы уравнений | |||||||||||||||||||
0,756 | |||||||||||||||||||
Результат, найденный при помощи симплекс-метода. | |||||||||||||||||||
0,092 | 0,36 | 0,96 | 0,299 | 0,032 | |||||||||||||||
Характеристики датчика
Максимальное напряжение на нагревателе 5 В
Максимальное напряжение на сенсоре 5 В
Максимальная рассеиваемая нагревателем мощность 0,8 Вт
Максимальная температура нагревателя 300 оС
Сопротивление нагревателя при Т=20 оС 29,5 Ом
Сопротивление нагревателя при Т=300 оС 31,0 Ом
Время прогрева датчика от Т=20 оС до Т=300 оС 60 сек
Точечно-матричный жидкокристаллический индикатор семейства LM44780 основные характеристики.
Тип индикатора пассивный, матричный.
Количество отображаемых символов/строк 20/2
Размеры знакоместа одного символа 5х7
Схема управления и регенерации встроенная
Управление 3-х разрядная линия
Количество генерируемых символов 208
Структурная схема жидкокристаллического модуля семейства LM44780.
Структурная схема жидкокристаллического модуля семейства LM44780.
Схема обмена информацией с модулем LM44780.
Ниже приведен график зависимости
График построен для Qa =15 кДж / кмоль; = 1 с; Значение параметра E= F- Ed лежит в диапазоне от 1.5*10-3 до 5*10-3
Для настройки датчика используются тарированные газовые растворы паров различных веществ в воздухе. Первоначально испытания датчика проводились на 20 эталонных образцах.
Воздух |
пары воды |
хлороформ |
четыреххлористый углерод |
дихлорэтан |
гексан |
СГГ |
Бензол |
Толуол |
Фенол |
Формальдегид |
Ацетон |
спирт этиловый |
аммиак |
угарный газ |
углекислый газ |
уксусная к-та |
метан |
сероводород |
о |
Графики термограмм для веществ, с которыми проводились измерения
пары воды | 1,00 | ||||||||||||||||||
Хлороформ | 0,88 | 1,00 | |||||||||||||||||
Четыреххлористый углерод | 0,77 | 0,91 | 1,00 | ||||||||||||||||
Дихлорэтан | 0,85 | 0,86 | 0,94 | 1,00 | |||||||||||||||
гексан | 0,99 | 0,90 | 0,76 | 0,82 | 1,00 | ||||||||||||||
СГГ | 0,91 | 0,67 | 0,49 | 0,68 | 0,91 | 1,00 | |||||||||||||
бензол | 0,97 | 0,93 | 0,86 | 0,88 | 0,98 | 0,83 | 1,00 | ||||||||||||
толуол | 0,94 | 0,93 | 0,91 | 0,95 | 0,95 | 0,81 | 0,98 | 1,00 | |||||||||||
фенол | 0,94 | 0,87 | 0,67 | 0,70 | 0,97 | 0,87 | 0,94 | 0,87 | 1,00 | ||||||||||
Формальдегид | 0,95 | 0,80 | 0,60 | 0,72 | 0,96 | 0,97 | 0,90 | 0,87 | 0,92 | 1,00 | |||||||||
ацетон | 0,88 | 0,97 | 0,82 | 0,80 | 0,91 | 0,73 | 0,92 | 0,91 | 0,89 | 0,86 | 1,00 | ||||||||
спирт этиловый | 0,70 | 0,43 | 0,18 | 0,38 | 0,71 | 0,91 | 0,60 | 0,56 | 0,70 | 0,86 | 0,56 | 1,00 | |||||||
аммиак | -0,73 | -0,82 | -0,59 | -0,50 | -0,79 | -0,59 | -0,79 | -0,69 | -0,90 | -0,70 | -0,83 | -0,43 | 1,00 | ||||||
Углекислый газ | -0,72 | -0,84 | -0,59 | -0,46 | -0,76 | -0,54 | -0,75 | -0,65 | -0,85 | -0,68 | -0,84 | -0,40 | 0,93 | 1,00 | |||||
угарный газ | 0,90 | 0,64 | 0,45 | 0,62 | 0,90 | 0,99 | 0,82 | 0,77 | 0,87 | 0,96 | 0,70 | 0,91 | -0,61 | -0,56 | 1,00 | ||||
уксусная к-та | 0,67 | 0,89 | 0,95 | 0,87 | 0,67 | 0,42 | 0,77 | 0,84 | 0,58 | 0,55 | 0,83 | 0,18 | -0,52 | -0,58 | 0,35 | 1,00 | |||
метан | 0,96 | 0,93 | 0,77 | 0,78 | 0,98 | 0,84 | 0,97 | 0,92 | 0,99 | 0,92 | 0,94 | 0,64 | -0,88 | -0,86 | 0,84 | 0,68 | 1,00 | ||
Сероводород | 0,84 | 0,98 | 0,85 | 0,76 | 0,88 | 0,62 | 0,91 | 0,87 | 0,89 | 0,76 | 0,96 | 0,39 | -0,90 | -0,91 | 0,61 | 0,82 | 0,94 | 1,00 | |
Таблица корреляций термограмм. Серым отмечены эталоны, заложенные в ПЗУ прибора. озон | 0,90 | 0,97 | 0,79 | 0,76 | 0,93 | 0,74 | 0,93 | 0,89 | 0,93 | 0,87 | 0,99 | 0,55 | -0,88 | -0,90 | 0,72 | 0,77 | 0,96 | 0,97 | 1,00 |
53
0 комментариев