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            氧含量在線監測在工業、農業等領域具有廣泛的應用

            發布時間: 2022-04-13  點擊次數: 42次
              氧含量在線監測在工業、農業、醫學和環境等領域具有廣泛的應用,含氧量的分析對于生產過程有著重要的意義。以往的微控制器實現測量,需要耗費大量的時間和精力設計外圍電路,其系統設計的軟硬件較為復雜、開發難度大、成本高,不利于安裝和生產。相比基于FPGA的氧化鉆分析儀,以STM32為核心,利用片內的可編程數字陣列和高精度模擬資源,將外圍控制電路單元集成在單片上,能大大提高項目開發的效率、靈活性和可靠性,具有結構簡單、響應快、量程廣、運行可靠、校準時不需要參比氣體等優點。
              氧含量在線監測測量技術和特點:
              調制光譜檢測技術是一種被廣泛應用的可以獲得較高檢測靈敏度的DLAS技術。它通過快速調制激光頻率使其掃過被測氣體吸收譜線的定頻率范圍,然后采用相敏檢測技術測量被氣體吸收后透射譜線中的諧波分量來分析氣體的吸收情況。調制類方案有外調制和內調制兩種,外調制方案通過在半導體激光器外使用電光調制器等來實現激光頻率的調制,內調制方案則通過直接改變半導體激光器的注入工作電流來實現激光頻率的調制。由于使用的方便性,內調制方案得到更為廣泛的應用,下面簡單描述其測量原理。
              在激光頻率掃描過氣體吸收譜線的同時,以一較高頻率正弦調制激光工作電流來調制激光頻率,瞬時激光頻率可表示為,(tD表示激光頻率的低頻掃描:a是正弦調制產生的頻率變化幅度:透w為正弦調制頻率。
              射光強可以被表達為下述Fourier級數的形式。令等于,則可按下式獲得n階Fourier諧波分量諧波分量可以使用相敏(PSD)來檢測。調制光譜技術通過高頻調制來顯著降低激光光器噪聲(1f噪聲)對測量的影響,同時可以通過給PSD設置較大的時間常數來獲得很窄帶寬的帶通濾波器,從而有效壓縮噪聲帶寬。因此,調制光譜技術可以獲得較好的檢測靈敏度。

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