氣體檢測中如何應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)

1、 氣體檢測中如何應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)李昊澤(蘭州交通大學(xué) 甘肅 蘭州 730070摘 要: 針對目前常用的半導(dǎo)體激光吸收光譜的氣體測量技術(shù),數(shù)字信號處理可以幫助其降低測量信號中的噪聲,由此幫助測量獲得更加準(zhǔn)確的測量結(jié)果。即先對信號進(jìn)行頻譜分析然后在針對性的設(shè)計濾波裝置,這樣就獲得更加準(zhǔn)確的二次諧波曲線。關(guān)鍵詞: 氣體檢測;濾波技術(shù);數(shù)字處理;仿真分析中圖分類號:TN 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(20120620021-01則調(diào)制的振幅在足夠小的時候,I(在0附近進(jìn)行傅里葉1 氣體檢測中濾波技術(shù)計算: 在工業(yè)生產(chǎn)中不可避免的會產(chǎn)生有害氣體,因此有毒有害其他已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中重

2、要的附屬產(chǎn)品,不完全統(tǒng)計我國的工業(yè)生產(chǎn)中有毒與有害氣體占據(jù)工業(yè)污染的七成。在實際的其中涉及到的傅里葉幅值可以表示如下: 生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)有毒有害氣體形成泄漏的事故起因較為復(fù)雜,主要是因為自然災(zāi)害、安全技術(shù)措施、設(shè)備安全水平、安全管理意識等,這些因素相互作用導(dǎo)致了事故的發(fā)生。這樣反映了我國由上式獲得的二次諧波的幅值則為: 的工業(yè)氣體檢測技術(shù)與水平還具有一定的局限性,因此為了避免或者減少有害氣體的泄漏事故就需要建立氣體完善的檢測系統(tǒng),完善工業(yè)流程中對有毒有害氣體的檢測理論基礎(chǔ)與關(guān)鍵技從上面的公式可以看出,幅值和氣體本身的濃度是呈現(xiàn)正術(shù),以此實現(xiàn)有毒有害氣體的實時性監(jiān)控,并建立其預(yù)警系統(tǒng)比例的。為生產(chǎn)服務(wù)

3、。TDLAS氣體測量技術(shù)中測量氣體濃度主要是基于對氣體分目前常用的有毒氣體檢測是利用理化性質(zhì)和電化學(xué)傳感器子吸收線的參數(shù)測量,吸收線是分子固有的基本特征,氣體在等完成檢測,如:基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光收光譜氣體傳感器。吸收線波長位置的激光具有相對明顯的吸收效果,利用這個原該技術(shù)通過光纖耦合技術(shù),直接穿過檢測管道,就可以對管道理對激光波長調(diào)諧,使其波長調(diào)諧到待測氣體吸收先 的波長位中的氣體參數(shù)進(jìn)行檢測,獲得溫度、壓力等數(shù)值。TDLAS技術(shù)置,此時利用對被測氣體的吸收線特征的分析,就可利用激光具備的是光學(xué)遙測技術(shù),其靈敏度和動態(tài)化較好,且多組分可變化完成氣體濃度和成分的測量。如果在系統(tǒng)工作中不能夠準(zhǔn)以

4、同時進(jìn)行,為了研究氣體的組成、污染成因、機(jī)理條件等提確的獲得二次諧波曲線,則氣體的反演所獲得的濃度就會出現(xiàn)供了較好的技術(shù)平臺。目前,的TDLAS技術(shù)中所涉及的數(shù)字濾較大的偏差,從而導(dǎo)致了測量結(jié)果的誤差,導(dǎo)致測量不能準(zhǔn)確波技術(shù)包括:小波變換、濾波等。這些技術(shù)都有其優(yōu)勢反應(yīng)氣體成分與濃度。為此應(yīng)對數(shù)字信號進(jìn)行必要的降噪處理與劣勢,所以為了滿足氣體檢測中的濾波算法更具有效性,并才能獲得有效測量參數(shù)。其基本的原理就是利用放大器獲得二保證實時性,可以采用在案信號頻譜分析原理上利用數(shù)字濾波次諧波中獲得的多種干器對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾與處理,并且獲得了較好的效果。2 氣體檢測中數(shù)字信號處理的基本原理按照檢測的數(shù)

5、據(jù)顯示,甲烷在固定的波長附件其具有較強的吸收線,并在這個吸收線附近也不存在氣體具有較強吸收線。按照TDLAS的氣體檢測原理將激光二極管的發(fā)射波長調(diào)整至甲烷的吸收特征區(qū)域,在待測的甲烷氣體吸收的核心頻率歸零的位置,對激光發(fā)生進(jìn)行調(diào)諧,通?？梢孕纬梢粋€幾納米的調(diào)諧范圍。在一定的頻率范圍內(nèi)檢測中使用的直流電流疊加上正弦波調(diào)制電流,然后加載到二極管驅(qū)動電流上,由此就可以獲得激光輸出瞬間所具備的頻率參數(shù),如下式: 公式中的D調(diào)諧振幅;w則是調(diào)制頻率。試驗的基本原理是激光二極管驅(qū)動電源驅(qū)動電路被DSP獲得,波長調(diào)制完成的激光二極管經(jīng)過待測氣體中,入射前后的強度可以利用Beer-Lambert定理進(jìn)行計算并

6、獲得,如下式: 公式中I0所代表的是光強參數(shù),I則是入射后的光的強度,R則是待測的氣體樣品所反應(yīng)出現(xiàn)的反射率,n是反射的次數(shù),(所表述的是分子在頻率位置的吸收截面;C是分子數(shù)的濃度,L則是反射的總光程,如果(.C.L?<<1,擾噪音,并降低其噪聲提高信噪比,此時數(shù)字濾波的裝置就成為了降低噪聲的重要方式。3 氣體檢測中的數(shù)字信號處理3.1 數(shù)字濾波的算法分析在對氣體檢測數(shù)據(jù)的信號處理中采用的是DSP芯片來實現(xiàn)濾波。主要的流程是:首先,對采集到的數(shù)據(jù)存入到配置的存儲單元,濾波器的各個濾波系數(shù)分別對采樣值進(jìn)行過濾,設(shè)置濾波系數(shù)對短時間內(nèi)的采樣信號進(jìn)行濾波可以看做對有限序列的濾波,從而獲得

7、過濾后的信號;即實現(xiàn)了對輸入信號與濾波信號的卷積計算;其次將信號進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)化,利用頻域信號成績的FFT進(jìn)行反向變換求得輸出信號;第三,利用起初的計算方式,通過在時域進(jìn)行數(shù)據(jù)的卷積運算,試驗程序采用的是循環(huán)尋址的方法來獲得卷積乘法累加起來,在存儲器中建立一個數(shù)據(jù)緩沖,并設(shè)定長度。利用不同的指針對采樣來的數(shù)據(jù)從低地址向高地址的次序存入,以此完成數(shù)據(jù)處理;最后,數(shù)字信號的處理即濾波關(guān)鍵是根據(jù)測量信號的具體參數(shù)來準(zhǔn)確設(shè)定濾波的具體參數(shù)。在對氣體測量的二次諧波的檢測時,等待處理的信號是未知的,如果可以知道待測信號的頻率與幅值則可以為數(shù)字處理提供幫助。(下轉(zhuǎn)第30頁 備品備件單獨進(jìn)行管理,同時,設(shè)立備品

8、備件入庫、備品備件在數(shù)據(jù)庫中的圖紙。啟用界面操作,針對現(xiàn)有已經(jīng)使用的設(shè)備資源需要增加設(shè)備維 4.2.6 資源鏈路查詢修歷史、設(shè)備更換歷史等操作,同時針對下架設(shè)備進(jìn)行自動更原有業(yè)務(wù)光纖資源管理系統(tǒng)中資源鏈路查詢功能由于資源換歷史維護(hù)。數(shù)量的逐步完善,數(shù)據(jù)量巨大,造成鏈路查詢等操作效率極具4.2.3 纜線資源管理降低,故系統(tǒng)資源鏈路查詢速度需要優(yōu)化,同時優(yōu)化后能按照增加小區(qū)光節(jié)點到用戶端光纜段鏈路維護(hù),使之光纖鏈路光節(jié)點中末端設(shè)備進(jìn)行鏈路查詢,同時支持分路鏈路查詢。延伸到小區(qū)光節(jié)點。原有光纖資源管理系統(tǒng)中已經(jīng)針對機(jī)房到優(yōu)化后資源鏈路查詢分為:用戶端光纖鏈路有詳細(xì)的數(shù)據(jù)整理,現(xiàn)在在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上,1

9、光纖資源鏈路查詢。對現(xiàn)有從機(jī)房到用戶端的鏈路進(jìn)對光纖進(jìn)行再進(jìn)一步,直到光節(jié)點的光纖鏈路資源整理。為了行查詢,結(jié)合小區(qū)光節(jié)點鏈路,系統(tǒng)提供優(yōu)化鏈路查詢算法,保證原有資料和現(xiàn)有資源管理的結(jié)合,系統(tǒng)支持小區(qū)內(nèi)光纜提高鏈路查詢效率。網(wǎng)、電纜網(wǎng)資源鏈路的建設(shè),同時根據(jù)實際管理需求,對光接2設(shè)備資源鏈路查詢。對機(jī)房或者光接入點設(shè)備電路進(jìn)入點進(jìn)行設(shè)計圖紙文件的管理。行查詢,設(shè)備端口分為輸入(IN、輸出(OUT類型,上聯(lián)查4.2.4 空間資源管理詢?yōu)楦鶕?jù)設(shè)備輸入端進(jìn)行上級設(shè)備鏈路端口查詢,下聯(lián)查詢?yōu)榭臻g資源中用戶點管理中需要增加小區(qū)光節(jié)點空間管理,根據(jù)設(shè)備輸出端進(jìn)行下級設(shè)備鏈路端口查詢。查詢結(jié)果以樹狀資源屬性

10、中增加類型:小區(qū)、街道、光節(jié)點、用戶點、數(shù)據(jù)設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行展現(xiàn)。備點等表示類型用于區(qū)分各種用戶端資源,同時類型可以按照3光纜邏輯鏈路查詢。根據(jù)光纜的起始節(jié)點、終止節(jié)點實際需要自定義設(shè)置。同時空間點支撐光纜段數(shù)據(jù)的錄入。設(shè)置對光纜段形成的光纜鏈路進(jìn)行查詢,不考慮具體光纖連接光節(jié)點支撐點樓宇設(shè)計支持設(shè)計文件的導(dǎo)入、查看等功情況。光纜鏈路信息提供對主體光纜建設(shè)鏈路的查詢功能。能,用于對電纜網(wǎng)到戶設(shè)計的支撐,同時也支持電纜段到樓的4管道邏輯鏈路查詢。根據(jù)管道的起始節(jié)點、終止節(jié)點地圖設(shè)計。光接入點設(shè)計圖紙文件可以針對現(xiàn)有電子檔設(shè)計文設(shè)置對管道段形成的管道鏈路進(jìn)行查詢。件進(jìn)行直接數(shù)據(jù)庫管理,并且按照實際操作權(quán)

11、限對操作員分配5光纖預(yù)留鏈路查詢。根據(jù)光纖在設(shè)備端口中預(yù)留情況操作權(quán)限。進(jìn)行鏈路查詢,光纖預(yù)留可以提供工程設(shè)計、新戶安裝等業(yè)務(wù)4.2.5 工程設(shè)計管理提供鏈路參考。新增工程設(shè)計功能,工程管理中,可以針對工程信息繪制6業(yè)務(wù)鏈路查詢。根據(jù)設(shè)備端口承載業(yè)務(wù)以及端口連接相應(yīng)的電路網(wǎng)示意圖,同時支持原有工程設(shè)計圖紙F(tuán)TP管理,關(guān)系,查詢業(yè)務(wù)端口鏈路。通過系統(tǒng)操作權(quán)限進(jìn)行圖紙管理。工程設(shè)計支持對新建工程、改造工程、搶修工程、線路修參考文獻(xiàn):改等工程類別進(jìn)行登記、工程圖紙設(shè)計、工程核算等操作。1廣電網(wǎng)絡(luò)信息資源管理系統(tǒng).工程文件管理主要管理涉及光纜網(wǎng)絡(luò)、電纜網(wǎng)絡(luò)施工的相2中國電信本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)功能規(guī)

12、范提綱.關(guān)工程,包括工程所涉及的設(shè)計、施工、權(quán)屬單位的管理、施工圖紙的管理。作者簡介:系統(tǒng)可以針對每一個工程提供大容量的施工圖紙、文件的崔午,男,漢族,助理工程師,陜西廣電網(wǎng)絡(luò)傳媒股份有限公司西存儲功能。支持BMP、JPG、CAD、COREDRAW等標(biāo)準(zhǔn)的圖紙預(yù)安分公司,從事有線電視網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作。覽,同時可以設(shè)置圖紙、文檔的編輯工具,用來編輯打印存儲3.2 試驗仿真的效果分析這時按照待測信號的頻譜特征設(shè)計切比雪夫濾波器就可以幫助在試驗中利用軟件模擬了測量的仿真環(huán)境,并以此對處理去除信號中的噪聲。這說明對于待測信號先進(jìn)行頻譜分析可以數(shù)字信號的濾波器進(jìn)行分析,根據(jù)二次諧波的調(diào)諧原理

13、,在軟獲得數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)就可以保證濾波器獲得件的幫之下搭建一個實驗?zāi)Ｐ?待測信號與調(diào)諧信號都采用相更好的濾波效果,以此降低氣體檢測的噪聲干擾,由此獲得準(zhǔn)同的頻率但是幅值不同正弦信號進(jìn)行模擬,調(diào)諧信號和待測信確的實時化數(shù)據(jù)。號都采用乘法器和一個低通濾波器進(jìn)行處理,然后在將信號接 4 結(jié)束語入到示波器上,則顯示出諧波信號,當(dāng)參考信號和被測信號的隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,有毒害的氣體對生產(chǎn)安全性的威脅頻率相同時就會獲得一個直流信號,這個信號就是試驗中獲得也越來越大,因此需要先進(jìn)的氣體檢測技術(shù)支持實時化測量,的二次諧波的幅值信號。這個信號在受到外界干擾后就會在待獲得數(shù)據(jù)支持預(yù)警和管理。在氣體檢測中,以為諸多外部因素測信號中產(chǎn)生大量噪音,不能清晰的獲得有用信號的信息,因的影響其檢測信號往往含有多種噪聲,為了提高其檢測的準(zhǔn)確此利用低通濾波器對信號進(jìn)行初步處理,即簡單的對信號進(jìn)行性,則需要借助數(shù)字處理技術(shù)來幫助處理采集到的信息,這樣降噪處理,但是這樣設(shè)計的濾波器具體的性能指標(biāo)不容易確才能提高檢測的效率與準(zhǔn)確性。定,所以為了方便與準(zhǔn)確的獲得濾波性能指標(biāo),可以先對信號進(jìn)行頻譜分析,由此獲得較為清晰的待測信號的信息參數(shù),如幅值和頻率等,這樣在數(shù)字信號處理中就可較為容易的獲得相參考文獻(xiàn):1彭紅,數(shù)字信號處理的發(fā)展與應(yīng)用J.改革與開放,2010(1