自适应温度补偿算法提升半导体激光甲烷传感器精度

3 下载量 8 浏览量 更新于2024-09-02 收藏 285KB PDF 举报
"可调谐半导体激光吸收光谱式甲烷传感器温度补偿技术" 本文主要探讨的是在可调谐半导体激光吸收光谱气体传感技术应用于煤矿瓦斯监测领域中,如何解决传感器因环境温度变化导致的测量准确性降低的问题。矿用甲烷传感器在复杂煤矿环境中工作,其测量精度会受到环境温度的显著影响。为了解决这一挑战,文章提出了一种创新的温度补偿算法,该算法结合了分段插值和重心插值技术,实现了自适应的迭代补偿。 首先,该算法选取标定温度下的甲烷浓度值,计算出传感器在不同温度下的测量温度影响率。然后,利用重心拉格朗日插值法构建温度与浓度的关系函数,这一步是为了得到不同温度下的插值函数。接下来,通过对被测甲烷浓度进行分段插值,计算出新的补偿温度影响率。通过这个新的影响率,可以对原始测量值进行校正,从而得到补偿后的甲烷浓度,确保在各种温度条件下都能保持较高的测量精度。 实验结果证明了这种方法的有效性。在高浓度瓦斯环境下,测量误差可以降低到1%,而在低浓度瓦斯情况下,误差可进一步减少到0.01%。这种精确的温度补偿技术在实际工程应用中显著减少了传感器的测量误差,确保了激光传感器在煤矿现场的稳定运行,为煤矿安全生产提供了关键的技术支持。 关键词:甲烷、半导体激光、传感器、温度补偿方法 该研究属于行业研究范畴,主要关注点在于提高煤矿安全监测设备的性能,尤其是在复杂工况下的适应性和准确性。通过深入研究和优化传感器的温度补偿技术,不仅提升了现有设备的工作效能,也为未来类似传感器的设计和改进提供了理论依据和技术参考。