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甲烷氣體檢測儀信號處理系統

來源: 發布時間:2021-12-14 212 次瀏覽

甲烷氣體檢測儀將濃度為100ppm的甲烷標準氣通入多通池氣室內,觀測不同調制幅度下二次諧波信號的幅度??梢钥闯?,當二次諧波信號的幅值達到大時,調制深度為0.22cm-1,對應的調制信號幅度為150mV,對應的調制深度約為調制深度優化為了優化傳感器的性能,我們需要確定佳的調制深度,從而優化得到二次諧波幅值達到大時的調制信號幅度。將濃度為100ppm的甲烷標準氣通入多通池氣室內,觀測不同調制幅度下二次諧波信號的幅度,如圖4所示??梢钥闯?,當二次諧波信號的幅值達到大時,調制深度為0.22cm-1,對應的調制信號幅度為150mV,對應的調制深度約為據采集模塊和LabVIEW信號處理系統。采用的激光器溫控和驅動模塊。TED200C和LDC202C。通過LabVIEW產生鋸齒波和正弦波的信號來驅動DFB激光器發出探測光信號,光束進入多通池后被氣體吸收,多通池內置探測器直接輸出電信號,經放大后被數據采集卡(型號:USB6211,美國NI公司)采集,后使用LabVIEW軟件進行數據處理/有效吸收光程為了驗證多通池氣室的有效吸收光程,向氣室內通入濃度為80ppm的標準甲烷氣體,同時使用LabVIEW軟件采集經過氣體吸收后的信號,系統壓力為1atm。圖中黑色實線為多通池內80ppm的CH4氣體的直接吸收信號(定義為I),對其進行線性擬合得到的背景信號(定義為I0)紅色實線所示。通過歸一化處理,得到的吸光度曲線。由圖可知,在上述參數條件下得到的吸光度約為0.047。同時,使用HITRAN數據庫對此實驗條件下的氣體吸光度做了模擬仿真(有效光程:1600cm,氣壓:1atm,甲烷氣體濃度為80ppm,計算得到的吸光度曲線(b)虛線所示。

甲烷氣體檢測儀二者實現了較好的吻合,從而驗證了該多通池的有效吸收光程。實驗結果及討論、二次諧波信號使用Environics公司的4000型配氣系統配備了濃度為10-90×10-6的甲烷氣體,濃度間隔10×10-6。實驗中激光器的溫度設置為17℃,施加的掃描信號幅值為2.325-3.525V、頻率為10Hz,施加的調制信號幅值為0.15V、頻率為5kHz,通入氣體氣體標定實驗針對每種濃度的氣體樣品,分別測量5分鐘。得到的二次諧波信號幅值隨標定時間的變化曲線。

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