Разработка анализатора газов на базе газового сенсора RS 286-620
Категория реферата: Рефераты по геологии
Теги реферата: гигиена реферат, диплом система
Добавил(а) на сайт: Жолдин.
Предыдущая страница реферата | 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | Следующая страница реферата
Очевидно, что чем больше концентрация молекул в окружающем газе, тем
больше число молекул, абсорбированных на поверхности тонкопленочного
чувствительного элемента сенсора, и тем больше изменение его
электропроводности. Ясно также, что при представляющих интерес
концентрациях примесей, степень покрытия поверхности сенсора много меньше
единицы. В этих предположениях изменение ? электропроводности
(чувствительного элемента сенсора при появлении в окружающем сенсор газе
примесей с концентрацией C ) можно считать связанными линейно и аддитивно, т.е. полагать, что
? Ci?i = ?
(16) где суммирование идет по видам примесей, ?i - соответствующие коэффициенты пропорциональности. Коэффициенты ?i зависят от температуры, это обуславливает суммарную зависимость от температуры электропроводности чувствительного элемента сенсора.
Соотношение (16) выражает содержание гипотезы линейной аддитивности
результирующей термограммы: предполагается, что наблюдаемая зависимость
?(Т) есть сумма "парциальных" проводимостей, каждая из которых отражает
вклад отдельной примеси в окружающем газе в суммарную электропроводность
чувствительного элемента сенсора.
В рамках этой гипотезы задача определения "парциальной концентрации" примесей сводится к решению обратной задачи - подбору таких значений Ci , которые при известных температурных зависимостях коэффициентов ?i(Т) наилучшим образом описывают наблюдаемую термограмму ?(Т).
Наиболее простой путь решения этой задачи - рассматривать соотношение
(16) при нескольких температурах как систему линейных уравнений для
неизвестных Ci , если число точек по температуре выбрать равным числу
неизвестных концентраций, то система легко решается. Недостаток этого
метода очевиден - результат будет зависеть от произвольного выбора
температурных точек и, в этом смысле, будет также произволен. Реально
следует использовать какие-либо интегральные методы, учитывающие поведение
термограммы ?(Т) на всем представляющем интерес интервале изменения
температуры. Некоторые из таких методов обсуждаются ниже.
В основе обсуждаемых ниже интегральных методов лежат представления об
эталонных термограммах - зависимостях ?(Т), обусловленных только одним
видом примесей, единым образом нормированных. Будем обозначать эти
термограммы через ?i . Способ нормировки может быть выбран из соображений, навязываемых внутренней логикой используемого метода и не связан с
требованием нормировки на каким-либо образом заданную единичную
концентрацию примеси. Последнему требованию можно удовлетворить введением
дополнительных коэффициентов перехода между реальными и "внутренними"
нормировочными коэффициентами. Вопрос о нормировке эталонных термограмм
тесно связан также с проблемой выбора аргумента функций. До сих пор все
функции представлялись зависящими от температуры Т. Реально, однако, зависимости ? и ?? снимаются как функции времени с начала прогрева сенсора.
Для практических целей удобно именно эту величину принимать за аргумент
функций, причем после очевидного линейного преобразования x=t/tmax можно
получить аргумент х, меняющийся в интервале [0 1]. Это будет предполагаться
ниже. Функции ?i(х) будут предполагаться нормированными в классе L2 на
единицу:
? ?i(х) ?j(х) dx’ (?i(х) ?j(х))
(17)
Под скалярным произведением функций будем понимать выражение
? ?i(xk) ?j(xk)= (?i(х) ?j(х))
(18)
Где сумма берется по всем возможным значениям x в интервале [ 0 1].
Тогда имеея термограмму смеси ?смеси(х) можно записать
?смеси(х)= ? Ai?i(х) i=1..n (19)
Здесь Ai коэффициенты (концентрации эталонных примесей ), подлежащие определению. Домножая (19) на ?j(х) и интегрируя имеем
? ?смеси(х) ?j(х) dx= ? ?j(х) ? Ai?i(х) dx
(?смеси(х)?j(х))= ?? Ai?i(х)?j(х) dx
(?смеси?j)= ? Ai
(??i(х)?j(х) dx)
(?смеси?j)= ? Ai (?i?j) j=1..n (20)
Выражение (20) представляет собой систему линейных уравнений относительно искомых чисел Ai . Коэффициенты (?i?j) известны.
Особенности построения алгоритма определения концентраций.
Как было показано выше для определения концентраций примесей в газовой
смеси необходимо решить систему из n уравнений (20). Однако, среди искомых
чисел Ai могут казаться и отрицательные числа, являющиеся решениями
исходной системы. Отрицательные решения системы (20) физического смысла, очевидно, не имеют. Для того, что бы избежать появления отрицательных
“концентраций” программа интерпретации результатов действует следующим
образом:
Пусть Bj =(?смеси?j) Мij’(?i?j)
Тогда (20) можно переписать в виде
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат власть, курсовые и дипломные работы.
Предыдущая страница реферата | 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | Следующая страница реферата