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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林建州
研究生(外文):Cheng-Chou Lin
論文名稱:數位式光離子化檢測
論文名稱(外文):Digital Photoionization Detector
指導教授:王志湖
指導教授(外文):Chih-hu Wang
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:揮發性有機化合物氣體感測器
外文關鍵詞:Volatile Organic CompoundsSensors
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本論文主要研究目的在於研製可有效偵測揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)氣體之感測器,期望運用於半導體無塵室內監控環境空氣品質,此感測器擁有可移動性監測與可結合可程式控制器(Programmable Logic Controller,PLC)之定點監測功能。
This research aims to develop instruments which can be effective in the detection of volatile organic gaseous compounds used in semiconductors in clean room that achieve desired ambient air quality.
A portable monitor of volatile organic gaseous has been designed. It also combined 4mA to 20mA sensor interface for the PLC. The monitor can be used in fixed location monitoring.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
致謝辭 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1.研究動機與目的 1
1-2.研究方法及步驟 5
第二章 系統需求與架構 9
2-1.系統需求 9
2-2.系統需求分析 9
2-3. 系統架構 10
2-3-1.硬體架構 10
2-3-2.軟體架構 11
第三章 系統設計 13
3-1.硬體設計 13
3-1-1.Sensor to MCU 13
3-1-2.Keyboard 15
3-1-3.Voltage to Current Circuit 15
3-1-4.硬體整合 16
3-2.軟體設計 18
3-2-1.取樣設計 18
3-2-2.校正功能設計 18
第四章 綜合測試 23
4-1.多點校正功能模擬 23
4-2.感測器類比訊號輸出校正 29
4-3.實際測試 34
第五章 結論 40
第六章 參考文獻 41
附錄ㄧ.軟體操作方法 42

























圖目錄
圖1-2.1 研究步驟流程圖 5
圖1-2.2 PHOTO IONIZATION DETECTOR結構圖 6
圖1-23 FLAME DETECTOR結構圖 7
圖2-2.1 系統方塊圖 10
圖2-3-1.1 感測器前端訊號接收處理至處理器架構 10
圖2-3-1.2 按鍵輸入與顯示器輸出架構圖 11
圖2-3-1.3 輸出數位訊號轉換成電流訊號架構圖 11
圖2-3-2.1 軟體架構圖 12
圖3-1-1.1 MATCHING CIRCUIT 13
圖3-1-1.2 PID-TECH ELECTRICAL CHARACTERISTICS 13
圖3-1-1.3 MATCHING CIRCUI 14
圖3-1-1.4 SIGNAL TO MCU 14
圖3-1-1.5 非反相放大電路 15
圖3-1-2.1 鍵盤電路 15
圖3-1-3.1 DAC電路圖 16
圖3-1-3.2 電壓轉電流電路 16
圖3-1-4.1電路全圖 17
圖3-1-4.2 PCB全圖 17
圖3-2-1.1 判別有效數值流程圖 18
圖3-2-2.1 初始值偏移示意圖 19
圖3-2-2.2 感測器特性曲線假設圖 19
圖3-2-2.3 多點校正示意圖 20
圖3-2-2.4 多點校正使用方法設計 21
圖4-1.1 根據表4-1.1繪製之SENSOR訊號特性曲線圖 23
圖4-1.2感測器偵測到的電壓值落在LINE1 25
圖4-1.3感測器偵測到的電壓值落在LINE2 26
圖4-1.4感測器偵測到的電壓值落在LINE3 26
圖4-1.5感測器偵測到的電壓值落在LINE4 27
圖4-1.6感測器偵測到的電壓值低於最小校正點 28
圖4-1.7感測器偵測到的電壓值高於最大校正點 29
圖4-2.1 VOLTAGE-TO-CURRENT CIRCUITS 30
圖4-2.2 DAC流程圖 30
圖4-2.3 DAC時序驗證 31
圖4-2.4 DAC資料驗證 31
圖4-2.4 DAC驗證 32
圖4-2.5 電流輸出量測 32
圖4-2.6電壓輸入對電流輸出 34
圖4-3.1校正測試系統圖 35
圖4-3.2 感測器裝置 35
圖4-3.3 感測器電壓對於氣體濃度變化 36
圖4-3.4 感測器濃度對電壓圖 36
圖4-3.5 以多點校正功能所校正的濃度曲線 37
圖4-3.6 自製PID感測器測試結果 38
圖4-3.7市售PID感測器測試結果 38










表目錄
表1-1.1各業界所使用主要有機溶劑 2
表1-1.2有機溶劑的容許濃度以及其對人體健康之危害 3
表1-2.1 PID與 FID比較 8
表4-1.1 感測器濃度對輸出電壓值對應表 23
表4-1.2 由程式觀看方程式運算結果 24
表4-2.1 電壓輸入對電流輸出 33
表4-3.1多點校正濃度與電壓值 37

[1] 行政院環境保護署,「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」,100年2月
[2] 張志成,”固體吸附技術於工業空調除溼淨化之應用”,中國冷凍空調雜誌,
Page65-75, 1996年六月
[3] Photoionization Sensor User’s Manual,Baseline-MOCON,2007
[4] TLC5615C, TLC5615I,Texas Instruments,2003

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