[實用新型]一種煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置

有效

• 申請號: 201420593672.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN204255856U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 黃杉
• 申請（專利權）人: 西安毅達信息系統有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種消除殘余幅值影響的裝置，具體是一種煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置。

背景技術

目前采用的可調諧激光二極管通過注入電流改變波長實現對激光波長的調制，但輸出光強也隨注入電流呈線性變化，在波長調制的同時也引入了光強的調制，由此產生的殘余光強調制信號作為諧波探測的主要背景信號嚴重地影響弱吸收信號的探測。具體而言，引入光強余弦調制，增加了探測的奇次諧波成份，使檢測到的二次諧波信號不對稱導致線型的畸變，給檢測造成了一定的誤差；其次，吸收信號非常微弱，與余弦調制光強噪聲相差3～4個數量級，不易檢測，如前端信號放大后直接采用A/D處理，則需要采用位數很高的A/D芯片來保證測量精度，這也對實現全數字化信號解調的電路設計提出了更高的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種實現高精度氣體檢測的煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置，包括函數發生器、穩壓電源、加法器、TEC溫控裝置和電壓可調諧衰減器，所述函數發生器和穩壓電源均連接加法器輸入端，加法器輸出端連接驅動電源輸入端，驅動電源輸出端和TEC溫控裝置均連接激光器，激光器輸出端正對光探測器，光探測器與激光器之間設有被測氣體，光探測器輸出端和函數發生器另一端均連接電壓可調諧衰減器輸入端，電壓可調諧衰減器輸出端連接二階高通濾波電路，二階高通濾波電路輸出端連接鎖相放大器，鎖相放大器另一端連接A/D轉換器。

作為本實用新型進一步的方案：所述光探測器為兩個性能一致的光探測器，一個檢測吸收光特性，一個檢測背景光特性，從而消除共模信號對吸收幅值的影響。

作為本實用新型進一步的方案：所述函數發生器為整個裝置提供三角波和正弦波，所述穩壓電源為整個裝置提供直流分量。

作為本實用新型進一步的方案：所述電壓可調諧衰減器調節輸入光功率，消除三角波和正弦波對幅值的影響。

作為本實用新型再進一步的方案：所述A/D轉換器與二階高通濾波電路間連接鎖相放大器，消除了三角波和正弦波對吸收幅值的影響，從而消除殘余幅值的影響，實現高精度氣體檢測。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型在消除三角波和正弦波調制對吸收幅值的影響時，一是采用兩個光探測，消除共模信號對吸收幅值的影響；二是通過電壓可調諧衰減器來調節輸入光功率，消除三角波和正弦波對幅值的影響；三是通過二次曲線擬合，消除三角波和正弦波對吸收幅值的影響，從而消除殘余幅值的影響，實現高精度氣體檢測。

附圖說明

圖1為煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1，本實用新型實施例中，一種煙氣氣體檢測系統中消除殘余幅值影響的裝置，包括函數發生器、穩壓電源、加法器、TEC溫控裝置和電壓可調諧衰減器，函數發生器和穩壓電源均連接加法器輸入端，加法器輸出端連接驅動電源輸入端，驅動電源輸出端和TEC溫控裝置均連接激光器，激光器輸出端正對光探測器，光探測器與激光器之間設有被測氣體，光探測器輸出端和函數發生器另一端均連接電壓可調諧衰減器輸入端，電壓可調諧衰減器輸出端連接二階高通濾波電路，二階高通濾波電路輸出端連接鎖相放大器，鎖相放大器另一端連接A/D轉換器。

函數發生器為整個裝置提供三角波和正弦波，穩壓電源為整個裝置提供直流分量

光探測器為兩個性能一致的光探測器，一個檢測吸收光特性，一個檢測背景光特性，從而消除共模信號對吸收幅值的影響。

電壓可調諧衰減器調節輸入光功率，消除三角波和正弦波對幅值的影響。

A/D轉換器與二階高通濾波電路間連接鎖相放大器，消除了三角波和正弦波對吸收幅值的影響，從而消除殘余幅值的影響，實現高精度氣體檢測。

本實用新型的工作原理是：由函數發生器產生三角波和正弦波調制信號，直流電源產生穩定的直流分量，為激光器提供合適的閾值電流，通過加法器將調制好的驅動信號通過電源加在到激光器上，從而產生可調諧激光光束，通過兩個性能一致的光探測器，一個檢測吸收光特性，一個檢測背景光特性，探測器把激光器探測信號轉換成電流信號，通過電流電壓轉換，采用精密儀表運放，把差摸信號放大，這樣就可以消除探測器本身的溫漂、噪聲以及背景光對檢測信號的影響，電壓可調諧衰減器通過調制信號的同步電壓信號來控制輸出衰減幅值，從而幅值對檢測信號影響，將衰減信號通過二階高通濾波電路，濾除信號中的低頻成分，提取有用信號，鎖相放大器通過專用鎖放對提取出來的信號鎖相放大，得到二次諧波信號，再通過A/D轉換采集二次諧波最大值。