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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

众所周知，气体与我们的日常生活紧密相关，气体检测在人们日常生活、农作物种植、资源开发以及环境保护等方面的作用越来越大。从而对气体检测方法的研究也越来越重要，基于红外吸收型原理的气体检测方法具有可检测多种气体、使用寿命长、体积小、安全性高、稳定性好等优点。因此，对基于红外吸收原理的气体检测系统的研究具有重要的实际意义，而随着人类社会的进步和科学技术的发展，人们的生活水平得到了迅速提高，工业生产规模也迅速扩大，但同时导致了二氧化碳的排放成倍增长，如温室效应，土地荒漠化程度加速等，严重影响并破坏着人类的生存环境。另外，二氧化碳是作物光合作用的主要原料，其含量合适与否直接影响作物的生长。近年来，随着人们环保意识的增强，科技的进步，如何快速检测二氧化碳的含量，削减二氧化碳的排放，已成为各级政府和广大有识之士特别关注的问题，因此研究并设计二氧化碳检测电路具有十分重要的意义。检测二氧化碳的方法主要有化学法、电化学法、气相色谱法、容量滴定法等，这些方法存在一个比较关键的缺点——测量精度普遍较低。另外还存在着价格贵，普适性差而不便推广等问题。而传感器法具有安全可靠、快速直读、可连续监测等优点。

目前各种检测用的二氧化碳传感器主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等，这些传感器存在对气体的选择性差、易出现误报、需要频繁校准、使用寿命较短等不足。而红外吸收型二氧化碳传感器具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点，为此本课题旨在设计红外吸收型二氧化碳传感器。二氧化碳（co₂）气体传感器应用广泛且种类很多，其中，红外光学式由于具有以上提及的优点，在工业、农业、国防、医疗卫生、环境保护、载人航天中的生命保障等诸多领域得到了愈来愈广泛的应用，已成为二氧化碳气体分析最常用的方法。

2. 研究的基本内容

(1). 了解ansys软件的使用方法；

(2). 能够使用ansys软件中的fluent模块仿真设计co2气体传感器的结构；

(3). 给出温度场与传感器腔长，腔体形状，壁面反射率之间的关系，并且得到最优结构参数；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

首先了解ansys软件的使用方法，并且掌握其使用方法做到能够使用ansys软件中的fluent模块仿真设计co₂气体传感器的结构温度场与传感器腔长，腔体形状，壁面反射率之间的关系，并且得到最优结构参数。

4. 参考文献

[1] 闫守龙. 红外co₂气体探测器模块的设计及测试[d]. 武汉：华中科技大学，2013.

[2] [2]杨明亮，谭秋林，熊继军等. 多气体红外光学传感器的研究[j]. 科学技术与工程，2014，16(14)：248-251.

[3]袁超等. co₂ 气体检测研究进展[j]. 江西农业学报，2009，21(6)：133-136.