[发明专利]一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统

摘要

本发明公开了一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统。该系统由采气滤气器模块、紫外光谱检测模块、模拟信号处理电路、温湿度补偿传感器、A/D转换电路模块、微机处理器单元和监测主机组成。本发明具有以下优点：1.本发明使用先进的光谱法，寿命长，更加环保。2.光谱法只需通过特氟龙管采集电化学，相比于传统的局放检测仪器，有更广泛的应用；3.本发明具有极强的抗干扰能力和较高的灵敏度。

主权项

一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统，其特征在于：由采气滤气器模块(1)、紫外光谱检测模块(2)、模拟信号处理电路(3)、温湿度补偿传感器(4)、A/D转换电路模块(5)、微机处理器单元(6)和监测主机(7)组成，1)各部件结构：1.1)所述采气滤气器模块(1)由特氟龙制做的导气管(1‑1)、抽气泵(1‑2)、臭氧净化器(1‑3)、电磁阀(1‑4)组成，导气管(1‑1)与电磁阀(1‑4)连接，电磁阀(1‑4)与抽气泵(1‑2)进口连接，抽气泵(1‑2)出口与臭氧净化器(1‑3)进口连接；电磁阀(1‑4)控制抽气泵(1‑2)将气体样品通过导气管吸收到臭氧净化器(1‑3)内部；1.2)所述紫外光谱检测模块(2)由汞灯(2‑1)、臭氧吸收池(2‑2)、光电二极管(2‑3)构成，汞灯(2‑1)连接于臭氧吸收池(2‑2)上方，臭氧吸收池(2‑2)与光电二极管(2‑3)进口连接；由汞灯(2‑1)发射功率一定的平行紫外光束，通过臭氧吸收池(2‑2)吸收后，将气体样品送入光电二极管(2‑3)接受并分析能量损失，由模拟信号处理电路(3)将光能转化为电压信号，温湿度是影响监测精度的因素，为了确保臭氧检测的精确度，需要根据温湿度补偿传感器(4)对实时的温湿度修正朗伯比尔定律的参数；1.3)所述模拟信号处理电路(3)内含光电转换电路(3‑1)和放大滤波电路(3‑2)，光电转换电路(3‑1)的出口端与放大滤波电路(3‑2)的进口端连接；1.4)所述温湿度补偿传感器(4)由温度补偿传感器(4‑1)和湿度补偿传感器(4‑2)构成，温度补偿传感器(4‑1)和湿度补偿传感器(4‑2)并联；1.5)所述A/D转换电路模块(5)由模数转换电路(5‑1)和A/D参考模块(5‑2)构成，模数转换电路(5‑1)设有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，模数转换电路(5‑1)的Ⅲ接口与A/D参考模块(5‑2)连接；模数转换电路(5‑1)将模拟电压信号采样为数字信号；通过A/D参考模块(5‑2)修改A/D芯片的偏移量和工作区间，使釆样芯片始终工作于线性度最佳的区间；1.6)所述微机处理器单元(6)由单片机ARM7(6‑1)、液晶显示屏(6‑2)、声光提示模块(6‑3)、旋钮输入设备(6‑4)、通讯模块(6‑5)构成；以单片机ARM7(6‑1)为核心，单片机ARM7设有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，Ⅰ接口与液晶显示屏(6‑2)连接，Ⅱ接口与声光提示模块(6‑3)连接，Ⅲ接口与旋钮输入设备(6‑4)连接，Ⅳ接口与通讯模块(6‑5)连接；单片机ARM7(6‑1)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口协调仪器各部分的工作；液晶显示屏(6‑2)显示监测数据和操作菜单；声光提示模块(6‑3)提示臭氧池的工作状态和参数，对池压、温湿度等异常等情况进行提示；旋钮输入设备(6‑4)是仪器面板的唯一输入设备，操作简单；通讯模块(6‑5)包含标准USB和RS232通讯协议和物理接口，同时提供0‑2.5V、4‑20mA模拟输出接口；1.7)所述监测主机(7)由一台装有windows xp操作系统和终端仿真程序的pc机构成，监测主机(7)在监控室起到查看现场监测数据和上传数据的作用；2)各部件的连接关系：所述采气滤气器模块(1)的臭氧净化器(1‑3)出口与紫外光谱检测模块(2)的臭氧吸收池(2‑2)进口连接；紫外光谱检测模块(2)的光电二极管(2‑3)出口与模拟信号处理电路(3)的光电转换电路(3‑1)的进口端连接；模拟信号处理电路(3)的放大滤波电路(3‑2)出口端与A/D转换电路模块5的模数转换电路(5‑1)的Ⅰ接口连接；和温湿度补偿传感器(4)的温度补偿传感器(4‑1)和湿度补偿传感器(4‑2)并联后与A/D转换电路模块5的模数转换电路(5‑1)的Ⅱ接口连接；A/D转换电路模块(5)的模数转换电路(5‑1)的Ⅳ接口与微机处理器单元(6)的单片机ARM7(6‑1)连接；微机处理器单元(6)的通讯模块(6‑5)与监测主机(7)连接；系统的工作流程为利用采气滤气模块(1)和紫外光谱检测模块(2)，通过模拟信号处理电路(3)中的光电转换电路(3‑1)将待测混合气体中的臭氧浓度从非电信号转化为模拟电压信号，然后经放大滤波电路(3‑2)将该模拟信号进行预处理并由模数转换电路(5‑1)和A/D参考模块(5‑2)进行A/D转换，将转换后的数字信号送至微处理器单元(6)的单片机ARM7(6‑1)，对检测后的数据进行计算处理，并通过液晶显示屏(6‑2)显示检测结果，以及通过通讯模块(6‑5)的RS‑232接口电路将采集数据送到监测主机(7)进行数据处理。此外，还可以通过显示面板的旋钮输入设备(6‑4)来动态设定浓度上限值，若测得的浓度超过上限值则通过声光提示模块(6‑3)进行提示，实现臭氧的实时监控。