差分吸收光谱法烟气监测的硬件实现.pdfVIP

您的论文得到两院院士关注 数采与监测 1 文章编号:1008-0570(2008)01--0067-03 差分吸收光谱法烟气监测的硬件实现 HardwarerealizedforfluegasmonitoringbasedonDOAS (1.中国地质大学武汉;2.天虹仪表企业集团) 1 1 2 叶敦范 袁常聪 李虹杰 YEDUNFAN YUANCHANGCONG LIHONGJIE 摘要:本文基于差分吸收光谱技术以烟气监测为背景阐述了采用HAMAMATSU公司的S3923型NMOS图象传感器搭配AL- TERA公司的经济型FPGA构建光谱信号采集处理系统的设计方案。并在实践中实现了图象传感器的时序控制及 SOPC系 统的初步设计和部分仿真验证。 关键词:差分吸收光谱;NMOS图象传感器;FPGA;烟气监测 中图分类号:X791 文献标识码:A Abstract:ThearticletakenfluegasmonitoringasbackgroundandbasedonthetechnologyofDOASilluminatesthedesignscheme forthesystemgatheringandoperatingthesignalofspectrum,whichadoptsNMOSimagesensorS3923fromHAMAMATSU.Incanda cost-effectiveFPGAfromALTERAcorporationtomakeup.AndwehavealreadyrealizedtimecontrollingoftheNMOSimagesensor fromthefirstpart,primarydesignandvalidationofsomesimulationsforSOPCsysteminthesecondpart. 技 Keywords:DOAS,NMOSimagesensor,FPGA,fluegasmonitoring 术 1引言 不需要对烟气作任何影响测量的精度处理(如抽取,稀释等),并 可对多种气体成分同时进行测量. 创 差分吸收光谱法的由来及技术背景 以烟道中SO与NO的同步监测为研究背景其技术难点: 2 差分吸收光谱方法 (DifferentialOpticalAbsorptionSpet- 1.光谱吸收后特定波段范围的光信号准确提取取决于光 新 roscopy)最早由德国Heidelberg大学环境物理研究所的Ulrich 源、气室、镜片、感光器件的选择和搭建,控制。此部分需精心选 Platt于80年代提出,主要是利用吸收分子在紫外到可见波段 好器件,数据的精确是整个系统可靠性的前提。 的特征吸收来研究大气层 (平流层,对流层)的痕量气体成分 2.反演浓度,有了精确的前端数据,算法最终完成数据匹配 (CHO、O、NO、SO、Hg、NH 等),测量的种类仅限于对该波段 将实际数据与理论数据相对应得出待测参数及种类。 2 3 2 2 3 的窄吸收光谱线的气体成分,通过长光程吸收可以测量到浓度 3系统框架 很低的气体成分。近来也出现了商用的DOAS系统,专门用于 城市、地下通道、工业矿区的SO 、NO、O 、CH等有害气体的 硬件电路处理模块框图: