不分光红外气体分析仪信号处理与控制系统研究与设计

将先进的数字信号处理和控制方法应用于不分光红外气体分析仪,研制了不分光红外气体分析仪数字信号处理与控制系统。采用基于周期图法的幅值谱方法,计算不分光红外气体分析仪传感器输出信号的幅值,并进行频谱校正,提高计算精度。基于实验数据,采用最小二乘方法建立气体浓度与传感器信号幅值之间的关系,从而实现整个系统的线性化,确保测量精度。采用基于PWM波的积分分离的PI控制算法,控制不分光红外气体分析仪接收器的温度,响应速度快,稳定性好。

不分光红外气体传感器建模与非线性校正

不分光红外气体传感器输入和输出关系在本质上是非线性的,需要校正,以保证系统的测量精度。根据气体对红外光线的吸收定律,对传感器进行定性分析,得到数学模型结构,并研制了基于DSP的硬件平台和软件算法。随后进行了标定试验,通过试验数据,建立传感器输入与输出的非线性关系。对非线性参数进行优化,建立满足精度和实际应用需要的数学模型,确定浓度与信号幅值的关系。试验结果表明,通过该数学模型的非线性校正,使得系统的非线性误差小于±1%FS,满足实际测量的要求。