数字信号处理技术在气体检测中的应用.pdfVIP

第 25卷 第6期 电子测量与仪器学报 25 ⅣD．6 2011年6月 JoURNALoFELECTR0NlCMEASUREMENTANDINsTRUMENT · 553 · DOI：10-3724／SP．J．1187．2011．00553 数字信号处理技术在气体检测中的应用木 刘 春 吴晓玲 刘文清 (合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥 230009) 摘 要：数字信号处理技术在去除待测信号中的噪声中有着重要的应用，提出了基于频谱分析方法设计数字滤波器去除二 次谐波中干扰噪声的方法，首先对待测信号进行频谱分析，分析后的信号特点作为依据，进行数字滤波器的设计，能使滤波器 的技术指标更加准确。在气体的检测中，有效地去除了二次谐波中的噪声，得到更准确的二次谐波曲线，使曲线的拟合更加准确， 得到更准确的气体浓度值。 关键词：频谱分析；数字滤波技术；平滑度 中图分类号：TP274+．2 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：510．80 Applicationsofdigitalprocessingtechnologyingasdetection LiuChun W uXiaoling LiuW enqing (SchoolofElectricalandAutomationEngineering，HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009，China) Abstract：Digitalsignalprocessingtechnologyhasimportantapplicationsinremovingthenoiseintheundertest signa1．Thispaperproposedhtedesigningofdigitalfilterbasedonspectrum naalysis．Analyzinghtemeasuredsignal’S spectrum asthebasisfordigital filterdesigning．Inhtegasdetection，itCna removethenoiseofsecondharmonicwave— form better．ItCna makehtesecondharmonicwaveform moreaccurate，thewaveform fittingwillbemuchaccurate，get— ringmoreaccuratevaluesofgasconcentrations． Keywords：spectrum naalysis；digitalfilteringtechnique；smoohtness 的方法，并通过试验仿真验证了设计的滤波器能够去 1 引 言 除二次谐波中的噪声信号，实现了理想的滤波效果。 社会的发展使环境受到很大污染，在大气检测 和治理方面，气体污染物的检测已经成为必不可少 2 实验原理 的部分，不仅如此，在有害气体、易燃易爆气体泄漏 根据HITRAN数据库，甲烷(CH4)在1653．72nm 的环境下工作，气体的检测对人身安全保障显得更 附近的波长具有很强的吸收线，并且在此吸收线附 为重要 1【]。在大气检测中，可调谐二极管吸收光谱 近 O．5nm 附近没有其他气体的强吸收线，根据 (TDLAS)技术是应用非常广泛、效果非常好的检测方 TDLAS用于气体检测的原理，调整激光二极管发射 法。TDLAS大气污染物的光学遥测技术具有灵敏度 波长至 CH4分子特征吸收区，在待测的CH4气体吸 高、实时、动态性好、多组分同时进行测量的优点，为 收