[发明专利]紫外气体分析仪中气体浓度测量系统

摘要

本发明紫外气体分析仪中气体浓度测量系统，属于烟气检测的技术领域；解决的技术问题为：提供一种测量精度较高的紫外气体分析仪中气体浓度测量系统；采用的技术方案为：紫外气体分析仪中气体浓度测量系统，包括：密闭气室和光源，密闭气室的一端设置有光纤传感器，光纤传感器与光谱仪相连，密闭气室上设置有温度传感器、氧气传感器、出气管和进气管，控制电路板包括：主控器，以及分别与主控器相连的温度信号调理与采集电路、氧气信号调理与采集电路、光源控制电路、管路控制电路、按键识别电路、通信接口电路、显示屏显示控制电路、光谱信号采集控制电路。

主权项

1.紫外气体分析仪中气体浓度测量系统，其特征在于：用于存放气体的密闭气室（1）和用于向气室内发射平行光的光源（2），所述密闭气室（1）的一端设置有用于接收平行光的光纤传感器（3），所述光纤传感器（3）与光谱仪（4）相连，所述密闭气室（1）上设置有温度传感器（5）、氧气传感器（6）、出气管（7）和进气管（8），所述温度传感器（5）、氧气传感器（6）和光谱仪（4）均与控制电路板（9）相连，所述控制电路板（9）还通过光源驱动电路板（19）与光源（2）相连；所述控制电路板（9）包括：主控器（10），以及分别与主控器（10）相连的温度信号调理与采集电路（11）、氧气信号调理与采集电路（12）、光源控制电路（13）、管路控制电路（14）、按键识别电路（15）、通信接口电路（16）、显示屏显示控制电路（17）、光谱信号采集控制电路（18）；所述温度传感器（5）、氧气传感器（6）、光源驱动电路板（19）、光谱仪（4）分别与所述温度信号调理与采集电路（11）、氧气信号调理与采集电路（12）、光源控制电路（13）、光谱信号采集控制电路（18）相连；所述主控器（10）对光谱仪（4）传来的光谱数据进行气体浓度运算的过程为：（Ⅰ）输入信息：光谱仪（4）输出光谱数字量信号至主控器10；（Ⅱ）反演波段的选择及滤波；（Ⅲ）计算相应波段的吸收截面；（Ⅳ）通过最小二乘法计算出吸收截面中慢变部分；（Ⅴ）去除慢变部分，剩下快变部分吸收截面；（Ⅵ）剩余吸收截面利用面积法反演被测气体的浓度；（Ⅶ）去除不同气体间的相互干扰；（Ⅷ）浓度校准；（Ⅸ）将反算得到的浓度测量值输出并在屏幕上显示；（Ⅹ） 输出气体浓度值信息；所述的氧气信号调理与采集电路（12）的电路结构为：包括电流放大器U11，所述电流放大器U11的信号负端‑IN并接电阻R11的一端后与电阻R13的一端相连，所述电阻R11的另一端接地，所述电阻R13的另一端并接电流放大器U11的信号输出端OUT后与电阻R14的一端相连，所述电阻R14的另一端并接二极管D11的负极后与二极管D12的负极、氧气信号调理与采集电路（12）的输出端ADC_OXY相连，所述二极管D11的正极与电源转换电路（24）的3.3V电源输出端相连，所述二极管D12的正极接地，所述电流放大器U11的信号正端+IN通过电阻R12与氧气传感器（6）的信号输出单元 V_OXY相连，所述电流放大器U11的电源负端V‑接地，所述电流放大器U11的电源正端并接电容C11的一端后与电源转换电路（24）的12V电源输出端相连，所述电容C11的另一端接地；所述温度信号调理与采集电路（11）的电路结构为：包括电流放大器U22，所述电流放大器U22的信号负端‑IN并接电阻R28的一端后与电阻R26的一端相连，所述电阻R26的另一端并接电阻R24的一端后与温度传感器5的信号输出端PT相连，所述电阻R24的另一端并接电阻R25的一端后与可控稳压源U21的负极、电阻R22的一端、电阻R21的一端相连，所述电阻R21的另一端与所述电源转换电路（24）的12V电源输出端相连，所述电阻R22的另一端并接电阻R23的一端后与可控稳压源U21的参考端相连，所述电阻R23的另一端并接可控稳压源U21的正极后接地，所述电阻R25的另一端并接电阻R27的一端后与电阻R210的一端相连，所述电阻R27的另一端并接电阻R29的一端后与电流放大器U22的信号正端+IN相连，所述电阻R210的另一端、电阻R29的另一端、电流放大器U22的电源负端均接地；所述电阻R28的另一端并接电阻R211的一端后与所述电流放大器U22的信号输出端OUT相连，所述电阻R211的另一端并接二极管D21的负极后与二极管D22的负极、温度信号调理与采集电路（11）的输出端V_TEMP相连，所述二极管D22的正极与电源转换电路（24）的3.3V电源输出端相连，所述二极管D21的正极接地，所述电流放大器U22的电源正端V+并接电容C21的一端后与电源转换电路（24）的12V电源输出端相连，所述电容C21的另一端接地。