[發明專利]一種氣體檢測無線傳感方法及裝置

無效

• 申請號: 201110370743.4
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102495009A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 范典
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G08C17/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;伍見

1.一種氣體檢測無線傳感裝置，其特征是：它包括傳感單元(1)、處理器單元(2)、無線收發單元(3)和電池單元(4)；其中傳感單元(1)包括激光器電流和溫度控制器(5)、可調激光二極管模塊(6)、氣室(7)、光電二極管(8)和模數轉換器(9)；其激光器電流和溫度控制器(5)與可調激光二極管模塊(6)電路相連，光電二極管(8)和模數轉換器(9)電路相連，氣室(7)位于可調激光二極管模塊(6)和光電二極管(8)之間，處理器單元(2)一邊與模數轉換器(9)電路相連，一邊與激光器電流和溫度控制器(5)電路相連，電池單元(4)分別與傳感單元(1)、處理器單元(2)及無線收發單元(3)電路相連并給供電。

2.根據權利要求1所述的氣體檢測無線傳感裝置，其特征是：可調激光二極管模塊(6)是分布式反饋激光器模塊LECENT?D2526，內部包括一塊熱電冷卻器(10)。

3.根據權利要求1所述的氣體檢測無線傳感裝置，其特征是：處理器單元(2)是TI專為無線傳感網絡開發的是16位精簡指令集計算機MSP430F2274，指令周期時間為62.5ns，擁有32kB的閃存和1kB隨機存取存儲器。

4.根據權利要求1所述的氣體檢測無線傳感裝置，其特征是：無線收發單元(3)工作在2400～2483MHz頻段的RF收發器CC2500。

5.權利要求1-4任一項所述的氣體檢測無線傳感裝置工作方法，其特征是：激光器電流和溫度控制器(5)驅動可調激光二極管模塊(6)輸出恒定功率的激光，并且該激光的波長在被測氣體吸收譜線范圍內掃描，該激光通過氣室(7)由光電二極管(8)接收轉化為電信號，然后由模數轉換器(9)采集為被測數字信號并交給處理器單元(2)，處理器單元(2)根據從激光器電流和溫度控制器(5)反饋的同步信號將被測數字信號重構為被測氣體吸收譜，并根據標定的標準氣體吸收譜計算被測氣體濃度，氣體濃度的結果由無線收發單元(9)傳輸。

6.根據權利要求5所述的氣體檢測無線傳感裝置工作方法，其特征是：處理器單元(2)的數據處理方法包括相關平移算法和最小二乘法解冗余線性方程，首先計算被測氣體吸收譜和標準氣體吸收譜的相關系數，并移動被測氣體吸收譜的位置直到相關系數最大，然后用最小二乘法求被移動后的被測氣體吸收譜和標準氣體吸收譜之間的線性系數，該線性系數就是被測氣體濃度。

7.根據權利要求5所述的氣體檢測無線傳感裝置工作方法，其特征是：可調激光二極管模塊(6)通過調制分布式反饋激光器的溫度控制波長的輸出。

8.根據權利要求5所述的氣體檢測無線傳感裝置工作方法，其特征是：傳感單元(1)、處理器單元(2)和無線收發單元(3)空閑時處于待機狀態，當收到無線信號命令時被激活進入工作狀態，工作完成后返回待機狀態。