新型非分光红外多组分气体分析仪的研制

为解决国内气体分析仪器稳定性差、测量精度不高等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的气体分析仪的硬件电路设计和数据处理方法,它采用电调制红外光源,热释电红外探测器、低功耗单片机数据采集、嵌入式系统实时监测等先进技术,实现对SO2和NO气体的连续自动分析.     

逐线积分气体吸收模型及其在FTIR气体检测中的应用

介绍了一种精确的逐线积分痕量气体吸收模型,该模型适用于中红外波段大气环境中痕量气体和污染气体检测的理论研究和工程应用。该模型利用HITRAN光谱数据库,考虑了展宽、线翼截断、温度修正及光谱分辨率变化等情况,可以有效地模拟大气环境中多种气体的红外吸收特征。文中详细描述了模型的算法细节,并给出了模型计算的结果与傅里叶变换光谱仪(FTIR)实测数据的对比,还举例介绍了吸收模型在FTIR气体探测技术中的实际应用,并使用该模型对测量的红外傅里叶变换光谱进行了定量分析,模拟了计算校准谱,并与实测光谱进行了非线性最小二乘拟合,实现了在无需测量校准气体的情况下同时对多种气体进行浓度的反演。     

广州亚运会期间多组分污染气体的抽取式FTIR监测

利用抽取式傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量系统于2010广州亚运会期间对广州白云机场地区大气中的多种污染气体进行了连续监测.介绍了系统组成和光谱定量分析方法,并对浓度结果进行了分析.结果显示,一氧化碳和臭氧小时均值浓度具有日周期变化,虽然在监测期间出现了几个极值,但是仍然达到国家二级标准.乙烯和乙炔小时均值浓度具有同...     

用于多组分激光气体检测的网络化数据处理系统研制

针对多组分TDLAS激光气体检测系统的需求,本文设计了一种用于多组分气体(CO2,CO,CH4)检测的网络化数据处理系统。基于IMX6和嵌入式Linux系统开发数据处理程序,获取TDLAS检测模块的多组分气体检测数据并对其进行分类,分别计算出各成分气体的浓度用于显示和用户交互,同时将检测结果通过TCP协议发送到PC端的服务器程序中实现数据网络化,便于数据存储和后续处理。本系统集成度高,体积小,便于移动布置,可以推广到各种需要进行数据处理的TDLAS气体检测系统中。     

北京奥运期间石化工业区多组分污染气体的开放光程FTIR监测

利用自行研制的开放光程傅里叶变换红外光谱（FTIR）测量系统于2008奥运期间对北京燕山地区大气中的HCHO,CH4,CH3OH,C2H6,C2H4,C2H2和CH3COCH3气体进行了连续监测,介绍了系统的组成及光谱数据处理方法,并对浓度测量结果进行了分析。研究结果显示,7月20日限行措施实施后,除C2H4外,其他气体日平均浓度均有明显下降,平均幅度约29%,奥运期间平均降幅达34%,受局部气象条件引起的本底浓度暂时性波动影响,监测指标物中,C2H4平均浓度分别增加6.09%和19.66%,但其日变化幅度明显下降,表明北京市奥运期间的控制减排措施有效。     

污染云团特征参数的被动FTIR遥感监测

利用被动傅里叶变换红外光谱辐射仪（ＦＴＩＲ）遥感监测污染云团红外光谱,考虑到仪器视场的影响,给出表征污染云团特征参量的浓度程长程（ＣＬ）的计算方法,并对野外实验的结果进行分析与讨论。     

自适应多组分气体检测系统设计

针对传统气体检测方案检测气体种类少、类别固定、灵活性差等问题,本中提出了一种自适应多组分气体检测系统。该系统采用端到端的设计思想,分为下位机气体检测端和上位机数据显示端。下位机支持同时进行6路气体检测,最多可扩展至32路气体检测;文中提出的自适应气体检测算法支持根据应用场景的需要更换不同的气体传感器;采集到的数据基于Fatfs文件管理系统实现有效管理;为进一步增强系统实时性,采用FreeRTOS操作系统实现任务调度。上位机基于Qt开发,可远程实时查看气体数据和对应的地理位置。实际测试结果表明,气体数据检测误差低于1%,数据传输时延在秒级,可忽略不计。     

低浓度CO气体的OPO—CARS测量方法研究

利用相干反斯托克斯拉曼光谱（CARS）技术,根据在低浓度时极化率的共振项对非共振项的调制大小（调制度）与被测气体浓度的关系,提出了微量气体浓度的测量方法,建立了共振极化率的调制度与被测气体浓度、温度之间关系,验证了数量关系式的正确性,其结果是理论值与实验值在低浓度范围内的偏差不超过4.5%。并实测了酒精火焰中不同位置处的CO浓度,讨论了气体温度的等因素对测量结果的影响。     

基于NDIR的多组分危险气体在线监测系统设计

在冶金、石化、化工等工业领域生产过程中会产生大量易燃易爆、有毒有害的多组分危险气体(CO、CO₂、SO₂、NO、NH₃等),这些有害气体容易引发事故。而现有的在线测量预警系统不能满足高集成、低干扰、高灵敏的要求。本文针对影响检测结果的微弱信号、光源调制、气体信号交叉干扰、温度控制等因素,设计了相应的电路和算法,并进行了实验验证。实验结果表明,本文提出的基于锁相放大器电路的微弱信号提取技术、基于MOS管驱动电路的PWM波调制技术、基于融合算法的浓度反演模型,能够实现对五种危险气体(CO、CO₂、SO₂、NO、NH₃)的在线监测,检出限达到0.01%,避免了多种气体之间的交叉干扰,适用于工业生产危险气体在线分析及预警系统,具有广阔的应用前景。     

多组分汽车尾气定量检测系统

目的：针对混合气体浓度检测中,气体间交叉吸收干扰及红外光谱数据计算量过大等问题,提出了一种基于网格搜索的支持向量机方法,建立多组分混合气体定量分析模型。方法：运用网格搜索法对支持向量机建模中的参数进行优化选择,并与遗传算法优化的BP网络建模效果作对比。结果：实验表明：SVM建模所用时间为39.824s,BP神经网络约为2682s;SVM建模预测结果均方差明显低于BP网络。结论：SVM建模时间约为BP网络的1/60,收敛速度更快,且预测精度更高。     

基于DDS的频谱分析仪设计

设计了基于直接数字频率合成(DDS)的频谱分析仪.它依据外差原理,实现频率范围为1～30 MHz的信号频谱分析.通过采用DDS专用器件AD9851产生稳定的扫频信号.被测信号是经AD835与本振信号混频,再放大,滤波,检波的信号.将被测信号与扫频信号分别输入示渡器的X,Y端,即可获得频谱图.此外,该仪器还具有识别调幅,调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能.     

基于FPGA的简易逻辑分析仪设计

基于数字信号采集及数字示波器存储显示原理,并以AT89S52单片机和现场可编程门阵列(FPGA)组成的最小系统为核心,采用数字信号发生器模块、由模拟开关和A/D采样组成的信号并行采集电路、触发模块、数据储存模块和显示电路等构成简易逻辑分析仪.该分析仪的功能全面,价格低,能实时分析8路数字信号,具有很高的实用价值.     

基于USB的音频信号分析仪设计

为了对铁路信号进行分析,系统采用一种基于USB接口的虚拟信号分析仪实现方法.以FPGA为主控芯片,采用高速A/D转换器进行音频信号采集,USB接口传输,LabVIEW平台实现信号分析.具有开发成本低,便于重构的优点.测试结果表明,系统功能正常,性能稳定.     

基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计与实现

信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域,而频谱分析正是信号处理中一个非常重要的分析手段。一般的频谱分析都依靠传统频谱分析仪来完成,价格昂贵,体积庞大,不便于工程技术人员的携带。本文设计的基于LabVIEW7.1设计的虚拟频谱分析仪,用软件代替硬件,价格低,使用方便,利用它工程技术人员可轻松完成现场信号的采集、处理及频谱分析。     

基于XMEGA的便携式电解质分析仪的设计

电解质分析仪是一种采用离子选择性电极法测定临床样本中离子含量的医疗仪器.设计了一款用于野外条件的便携式电解质分析仅,采用新一代高性能XMEGA微处理器作为核心,外围连接了显示、按键、打印机、传感器放大盒、电源、通讯等模块.对模型样机的测试表明,样机耗电量低,有较好的电磁兼容性,操作简便,完全满足野外条件的使用.     

基于AD9958的频谱分析仪设计

系统以单片机STM32F407,FPGA为主控单元,采用AD9958产生本振信号,经乘法器与被测信号混频,再结合滤波、放大、A/D转换过程,实现对80～100 MHz频段的频谱分析,并在FTF触屏上显示频谱.实验表明,系统控制方式灵活,实用性较强,具有很好的通用性和推广前景.     

基于Labview的虚拟频谱分析仪的设计

文中设计了基于Labview的频谱分析仪,采用频谱分析原理。经过采样,使连续时间信号变为离散时间信号,然后利用Labview的强大的数字信号处理的功能,采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT运算处理,得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。并具有数字显示、图形绘制,数据储存等功能,实现了幅度谱和相位谱的分析。     

EPON测试仪中协议帧采集的FPGA设计与实现

介绍了基于FPGA的EPON测试仪的硬件整体框架,提出了协议帧采集的解决方案,深入讨论了并行CRC8算法,重点分析了分类提取的方法,给出了数据封装的格式和方法.最后在Modelsim软件上进行了仿真验证,结果表明设计方案稳定,效果良好.     

基于FPGA的数字信号传输性能分析仪设计

数字信号传输性能分析是通信领域的一项重要技术,文中以FPGA(可编程逻辑门阵列)作为主控制器,设计一套数字信号传输性能分析仪。系统采用FPGA实现信号发生器,通过搭建外部电路模拟信道,从信号中提取时钟,分析数字信号的信道传输特性。其中FPGA产生m序列,实现曼彻斯特编码输出,并采用低通滤波器模拟信道,通过锁相环技术实现时钟提取,最终接入示波器观察眼图,实现数字信号传输性能的分析。实际测试结果良好,可以实现基本码型的输出、信道的模拟和时钟的提取,具有一定的实用价值。     

基于MSP430的低频信号分析仪设计

介绍了一种基于MSP430单片机的低频信号分析方法,在此方法的基础上设计了低频信号分析仪。系统通过硬件电路将电压值调理至适当范围,再分别通过整形电路、峰值检测电路,以及有效值检测电路,将信号输入MSP430149单片机中。利用单片机内部的定时器及A/D转换器,测出信号的频率、幅值和有效值,再通过有效值与幅值的关系判断出波形。介绍了系统的硬件电路设计及相应的软件流程,实测结果表明,系统方案简单,成本较低,达到了良好的测量结果。