[实用新型]一种烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种消除残余幅值影响的装置，具体是一种烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置。

背景技术

目前采用的可调谐激光二极管通过注入电流改变波长实现对激光波长的调制，但输出光强也随注入电流呈线性变化，在波长调制的同时也引入了光强的调制，由此产生的残余光强调制信号作为谐波探测的主要背景信号严重地影响弱吸收信号的探测。具体而言，引入光强余弦调制，增加了探测的奇次谐波成份，使检测到的二次谐波信号不对称导致线型的畸变，给检测造成了一定的误差；其次，吸收信号非常微弱，与余弦调制光强噪声相差3～4个数量级，不易检测，如前端信号放大后直接采用A/D处理，则需要采用位数很高的A/D芯片来保证测量精度，这也对实现全数字化信号解调的电路设计提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现高精度气体检测的烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置，包括函数发生器、稳压电源、加法器、TEC温控装置和电压可调谐衰减器，所述函数发生器和稳压电源均连接加法器输入端，加法器输出端连接驱动电源输入端，驱动电源输出端和TEC温控装置均连接激光器，激光器输出端正对光探测器，光探测器与激光器之间设有被测气体，光探测器输出端和函数发生器另一端均连接电压可调谐衰减器输入端，电压可调谐衰减器输出端连接二阶高通滤波电路，二阶高通滤波电路输出端连接锁相放大器，锁相放大器另一端连接A/D转换器。

作为本实用新型进一步的方案：所述光探测器为两个性能一致的光探测器，一个检测吸收光特性，一个检测背景光特性，从而消除共模信号对吸收幅值的影响。

作为本实用新型进一步的方案：所述函数发生器为整个装置提供三角波和正弦波，所述稳压电源为整个装置提供直流分量。

作为本实用新型进一步的方案：所述电压可调谐衰减器调节输入光功率，消除三角波和正弦波对幅值的影响。

作为本实用新型再进一步的方案：所述A/D转换器与二阶高通滤波电路间连接锁相放大器，消除了三角波和正弦波对吸收幅值的影响，从而消除残余幅值的影响，实现高精度气体检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在消除三角波和正弦波调制对吸收幅值的影响时，一是采用两个光探测，消除共模信号对吸收幅值的影响；二是通过电压可调谐衰减器来调节输入光功率，消除三角波和正弦波对幅值的影响；三是通过二次曲线拟合，消除三角波和正弦波对吸收幅值的影响，从而消除残余幅值的影响，实现高精度气体检测。

附图说明

图1为烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种烟气气体检测系统中消除残余幅值影响的装置，包括函数发生器、稳压电源、加法器、TEC温控装置和电压可调谐衰减器，函数发生器和稳压电源均连接加法器输入端，加法器输出端连接驱动电源输入端，驱动电源输出端和TEC温控装置均连接激光器，激光器输出端正对光探测器，光探测器与激光器之间设有被测气体，光探测器输出端和函数发生器另一端均连接电压可调谐衰减器输入端，电压可调谐衰减器输出端连接二阶高通滤波电路，二阶高通滤波电路输出端连接锁相放大器，锁相放大器另一端连接A/D转换器。

函数发生器为整个装置提供三角波和正弦波，稳压电源为整个装置提供直流分量

光探测器为两个性能一致的光探测器，一个检测吸收光特性，一个检测背景光特性，从而消除共模信号对吸收幅值的影响。

电压可调谐衰减器调节输入光功率，消除三角波和正弦波对幅值的影响。

A/D转换器与二阶高通滤波电路间连接锁相放大器，消除了三角波和正弦波对吸收幅值的影响，从而消除残余幅值的影响，实现高精度气体检测。

本实用新型的工作原理是：由函数发生器产生三角波和正弦波调制信号，直流电源产生稳定的直流分量，为激光器提供合适的阈值电流，通过加法器将调制好的驱动信号通过电源加在到激光器上，从而产生可调谐激光光束，通过两个性能一致的光探测器，一个检测吸收光特性，一个检测背景光特性，探测器把激光器探测信号转换成电流信号，通过电流电压转换，采用精密仪表运放，把差摸信号放大，这样就可以消除探测器本身的温漂、噪声以及背景光对检测信号的影响，电压可调谐衰减器通过调制信号的同步电压信号来控制输出衰减幅值，从而幅值对检测信号影响，将衰减信号通过二阶高通滤波电路，滤除信号中的低频成分，提取有用信号，锁相放大器通过专用锁放对提取出来的信号锁相放大，得到二次谐波信号，再通过A/D转换采集二次谐波最大值。