[发明专利]一种氙灯光源恒定光强的自动控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，特别是一种氙灯光源恒定光强的自动控制方法及装置。

背景技术

光学样气池是一种基于不同物质分子具有不同光谱吸收特性机理设置的环保气体检测装置，目前在环保烟气检测系统中得到广泛应用。通常以氙灯为入射光源，以气池管体内的样气为检测对象，以光谱仪为检测分析仪器。工作时，依据光谱仪检测到的入射源光强与出射光强之间的差量，定为被测气体的光谱吸收量，由此测算出被测气体中所含污染气体的浓度及属性。由于入射源光强是对比分析的基准，其光强的恒定性与测量精确度密切相关，故对其有严格恒定要求。在目前的氙灯光源驱动电路中，由于氙灯光源的内阻是恒定的，所以可根据电路上的工作电压和工作电流来计算获得光源的输入功率，再据此测算出光源的输出功率，即光源的发光强度。为了确保光源输出功率的恒定，目前通常采用在光源驱动电路中串接一个精度比较高的电阻、通过测量该电阻两端的电压值，计算出该电路的工作电流，再用电源驱动电压减去该测量电阻两端的电压便可得到光源的工作电压，从而计算获得光源的输出功率，即为光源强度，再将计算得出的光源强度与设定值相比较，然后将比较结果反馈到光源的控制电路中，以此来实现光源输出光强恒定的自动控制。此方法在理论上是可行的，但在实践中发现，由于实现上述方案的前提是氙灯光源必须是理想光源，其内阻在工作过程中保持于恒定状态，且要求氙灯光源驱动电源的输出电压必须非常稳定，但事实上，光源内阻是会随机变化的，光源的驱动输出电压的稳定性是很保证的，故实现难度较大，很容易出现较大误差，导致影响检测信号的信噪比，势必会降低光谱仪的测量精确度。故从实用角度考虑，还欠理想。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术中在光源强度恒定控制方面所存在的实施难度大和工作精度较难保证的足，提供一种方法简单且科学，工作可靠且易于实施，便于根据实际光强实时控制氙灯光源强度的氙灯光源恒定光强的自动控制方法及装置。

本发明的氙灯光源恒定光强的自动控制方法，是通过在实测光源强度信号中区分出一种不能被任何气体吸收、工作过程中强度不会发生衰减的波段光谱信号、并将此不能被任何气体吸收的波段光谱信号的强度设置为光源光强的基准阀值，再将实测光源强度信号与所述的光源强度基准阀值相比较、反馈调整光源电压信息实现的，实施步骤如下：

首先，由光谱仪直接采集实测光源强度信号；

从实测光源强度信号中区分出不能被任何气体吸收的波段光谱信号，并将该不能被任何气体吸收的波段光谱强度作为灿灯光源实时输出的实际光强，设定为光源强度的基准阀值；

再将由光谱仪直接采集到的实测光源强度信号与所述的光源强度基准阀值相比较，并将比较结果反馈提供给控制电路整合处理、即时向灿灯光源驱动电路输出相应的微控调整电压信号，使灿灯光源强度趋于恒定。

其于上述构思构筑的本发明灿灯光源恒定光强的自动控制装置，主要包含灿灯光源和光谱仪，特征在于在灿灯光源和光谱仪之间还包含设置有控制器和DAC数模转换器，其中：所述的光谱仪与灿灯光源光路相连，具有检测实测光源信号、并从检测到的实测光源信号中区分出不能被任何气体吸收的波段光谱信号、并将该波段光谱信号的强度自动设置为光源强度的基准阀值，再将实测光源信号和所述的光源强度的基准阀值信号同步发送到控制器中的功能；所述的控制器设置在光谱仪的检测信号输出端上，具有将实测光源信号与光源强度的基准阀值作比较，比较结果经整合处理后并发出调控数据信号的功能；所述的DAC数模转换器设置在控制器的控制信号输出端与灿灯光源的控制输入端之间，具有将控制器输出的调控数据信号转换成模拟信号、并输出相应大小的补偿电压，与灿灯光源的驱动电压共同驱动氙灯光源工作，使氙灯光源输出光强保持恒定。

基于上述构思的本发明氙灯光源恒定光强的自动控制方法和装置，由于采用了将实测光源信号中所含的不能被任何气体吸收的波段光谱单独分离出来，利用该波段光谱在工作过程中不会产生光衰减、保持强度不变的特性，并将此设定为不会受干扰影响的光源强度基准阀值的方法，工作时，能自动地将实时实测的光源强度信息与此阀值作比较，实时执行信息反馈和按需调整光源工作电流和工作电压，使光源光强保持于恒定，有效克服了现有技术中电源光强恒定难控和效果不稳定的局面，明显具有方法科学且可靠、结构简单且合理，光强恒定效果好等特点，是光源光强恒定控制方面的一大创新，具有很强的实用性和可贵的市场应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的工作流程框图。

图中：

1.灿灯光源2.光谱仪3.控制器4.DAC数模转换器。