При изменении типа сенсора необходимо определить оптимальные для данного датчика длительностей прогрева и охлаждения датчика. В качестве значения времени прогрева выбирается время полного прогрева датчика от температуры +10оС до рабочей температуры. В качестве значения времени охлаждения выбирается время остывания датчика от рабочей температуры до +10оС. В процессе определения длительности интервалов прогрева и охлаждения датчика на нагреватель датчика подается рабочее напряжение и измеряется ток через нагреватель. После подачи на нагреватель напряжения, его температура начинает возрастать. Поскольку сопротивление нагревателя растет с ростом температуры, то ток через нагреватель уменьшается до достижения некоторого стационарного значения. Время с момента подачи напряжения на нагреватель до достижения током стационарного значения считается временем прогрева датчика.

Для настройки датчика используются тарированные газовые растворы паров различных веществ в воздухе. Типичные концентрации паров должны составлять величины 10 - 1000 ppm.

Первоначально испытания датчика проводились на 20 эталонных образцах.

Для указанных выше веществ были проведены измерения и сняты зависимости сопротивления от температуры (эталонные термограммы). По полученным данным была построена таблица корреляций эталонов ( матрица М в выражении (20а) ) . Графики эталонных термограмм и таблица корреляций приведены в приложении 11. ( Серым цветом в таблице корреляций выделены вещества, термограммы которых были заложены в ПЗУ прибора).

Из таблицы корреляций видно, что значение коэффициента корреляции для нескольких пар веществ близко к единице. При определении состава газовой смеси вероятность того, что вместо одного вещества будет ошибочно обнаружено другое определяется коэффициентом корреляции между термограммами этих веществ.

При выборе эталонных термограмм для прошивки в ПЗУ прибора помимо коэффициента корреляции учитывалась воспроизводимость термограмм для каждого из веществ.

В качестве веществ, использующихся при настройке датчика следует выбирать следующие:

Чистый, сухой воздух.

Пары воды.

Угарный газ.

Сероводород.

Спирт этиловый.

Для проверки работоспособности прибора используются тарированные газовые растворы паров комбинаций (двойных и тройных) тех же веществ в воздухе.

Ниже приведены наиболее удачные результаты, полученные при калибровке прибора.

Результаты, полученные при определении состава газовой смеси с использованием всех 19 эталонов приведены в приложении 6.

Алгоритм работы прибора

Алгоритм работы прибора, реализованный в помещенной в ПЗУ прибора программе работы прибора, состоит из двух основных блоков – блока снятия результатов измерений и блока обработки результатов и определения концентраций примесей.

При разработке программы работы прибора большое внимание уделялось сохранению одинаковых условий снятия термограмм на протяжении всего времени работы прибора. Для обеспечения воспроизводимости термограмм необходимо сохранение постоянной частоты снятия результатов измерений с АЦП и циклов прогрева –охлаждения датчика. В алгоритме работы прибора включение-выключение нагревателя датчика и снятие показаний АЦП происходят по прерыванию от внутреннего таймера микропроцессора. Через строго определенные промежутки времени происходит включение или выключение напряжения на нагревателе и сохранение данных с АЦП во внешней переменной. После того, как данные в этой переменной были обновлены выставляется флаг «Новое измерение» .

Работа прибора начинается с предварительного прогревочного цикла датчика. Во время снятия термограмм результаты измерений, полученные с АЦП, записываются в элементы массива в ОЗУ прибора. После записи очередного результата значение адреса в массиве увеличивается и сбрасывается флаг «Новое измерение».

После того, как запись результатов в массив завершена управление передается блоку обработки результатов. Первоначально снятые данные, полученные с АЦП, пересчитываются в проводимость сенсора. Затем проводимость сенсора и эталонные термограммы пересчитываются в матрицу М и столбец свободных членов В.

Полученная система уравнений решается методом прогонки. Полученные решения сравниваются с 0. Если все решения положительны, то полученное решение пересчитывается в концентрации примесей. Задача в этом случае считается решенной. Если некоторые из полученных решений отрицательны –из матрицы М изымаются соответствующие строки и столбцы и процесс определения концентраций повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено положительное решение системы. Структура алгоритма работы прибора изображена на рис. 5 Контрольный пример для определения правильности работы алгоритма нахождения неотрицательных решений приведен в приложении 4.