用于CO激光TDLAS型气体检测系统的光电检测电路研制

准确检测CO浓度对环境保护和安全生产具有重要的意义,TDLAS技术是一种高效、高精度的CO气体浓度检测方案。设计了一种用于CO激光TDLAS型气体检测系统的光电检测电路。CO气体选择性吸收由激光器发出的特定波长信号,而后光信号经过光电探测电路转换为有效的电压信号,运用TLC4545模数转换芯片进行数据采集,并将其发送到主控芯片STM32F105R8进行处理,使用W25Q128闪存完成对实验数据的存储,最后数据通过串口调试助手进行显示。经过实验表明,该电路可以实时、稳定、精确地将光信号转换为电信号,且灵活性强,可应用于其它气体检测系统。     

采用LPC55S69的CO激光气体检测无线传输系统的研制

CO气体作为一种还原剂在工业冶金等场景中广泛应用,对于CO的检测在工业生产、大气监测、中毒预警中是十分重要的。TDLAS技术能够高效准确地检测特定气体浓度,基于TDLAS技术的CO气体检测相较于传统检测方法优势明显。本设计采用LPC55S69作为主控,VCSEL激光器作为核心光源实现TDLAS的CO气体检测。随着检测环境越加复杂,基于现场检测的方法局限性越来越大,本设计还根据需要,设计了检测数据无线加密传输方式。LPC55S69采用128位AES-ECB算法实现数据加密,并通过WIFI(ESP8266)将数据上传至PC端,PC端进行解密后得到待测气体浓度信息。该方法实现的远程数据加密传输大大扩宽了TDLAS型CO气体检测的应用范围并且保证了数据传输的安全性。     

基于CPLD的数据采集与显示接口电路仿真设计

常规数据采集与显示方法是应用CPU或DSP通过软件控制数据采集的模/数转换,这样将会频繁中断系统的运行,从而降低系统的运算速度,数据采集的速度也将受到限制.通过CPLD实现由硬件控制模/数转换和数据显示,最大限度地提高系统的信号采集和处理能力.这里运用VHDL硬件编程语言,通过状态机设计程序,完成A/D转换芯片与可编程逻辑芯片的接口.将A/D转换结果以BCD码形式通过CPLD芯片进行显示,实时观测转换进程,给出了BCD码转换流程图,完成相应电路设计,通过QuartusⅡ软件进行仿真,并在开发系统上成功实现功能验证,提高了系统的运算速度.     

复合式VCSEL型CO和CH4激光气体检测系统设计

一氧化碳(CO)和甲烷(CH₄)是大气中主要的污染性气体,而且二者都属于易燃易爆气体。一氧化碳和甲烷浓度检测在人民生产生活各个领域都具有重要意义。因此,本文开展了VCSEL型CO和CH₄双组分TDLAS气体检测系统的研究。针对双组分气体检测,提出了一种双波长分时扫描式自主校正检测技术,消除了光信号的交叉干扰,实现了单信号环路对双组分气体的高精度检测;针对VCSEL激光器工作温度稳定性要求高和阈值电流低等工作特性,设计了高精度温控电路和精密电流驱动电路;针对双组分气体光电探测器信号幅值不同的特点,设计了偏压和增益数控可调的光信号采集处理电路。本系统进行了整体性能测试,稳定性较好。     

用于人体呼气检测中CH4气体检测的激光器温控系统设计

人体呼气检测是一种便捷有效的临床诊断手段,通过检测人体呼出气体中CH₄浓度能够实现消化科、内分泌科等领域的疾病的无损检测。使用TDLAS技术进行人体呼气检测是一种精确、便捷的检测方法。针对TDLAS型CH₄气体检测系统,本文设计了基于FPGA的激光器温控系统。系统选用XC6SLX25为主控芯片,主控制器通过模数转换芯片AD7691实时获取激光器的温度,将实际温度与设定温度进行数字PID运算后,改变数模转换电路输出的电压控制TEC驱动芯片AND8835实现对激光器温度的控制。经过试验测试,该温控系统可以高效、精确、快速的对激光器进行温度控制,控温精度达到±0.01℃。     

24位绝对式光电编码器数据采集系统

介绍了一种24位绝对式光电轴角编码器的数据采集系统.该编码器的原始信号经差分放大后一共有24路输出信号,采用三片A/D转换芯片MAX1316对编码器信号进行采集,信号采集的控制芯片采用TI公司型号为TMS320F2812的DSP处理器.DSP可以实时地处理编码器的信号,将电信号转换为编码器的位置信息,也可以通过USB接口将编码器的光电信号数据传送给计算机,以便对编码器的性能参数进行更为详细的分析.     

基于STM32F103的手持式多气体检测仪的设计

为了对工业废气与矿下有害气体进行有效的检测和监控,减小其对工业生产与作业人员的影响,文章设计了一种基于ARM处理器的手持式气体检测仪。该检测仪以STM32F103处理器为核心控制器,通过模块化编程思想,完成对CO、NH3、SO2和CH4等气体的浓度、压力和温度的检测。采用ASDXRRX010KDSB3传感器进行气体压力的采集与处理,将CO、NH3、SO2和CH4的浓度信号经放大滤波后通过MAX1167A/D转换芯片将其转换成数字信号送给处理器,通过采用K型热电偶测量温度,采用I2C总线的AT24C04存储器存储测量数据,采用LCD模块显示测量结果,并支持RS232串口与无线GPRS两种通信方式。该装置具有很好的使用价值,且体积小、功能强大、操作简单。     

TDLAS检测系统的ARM主控型激光驱动电路的设计

可调谐激光二极管吸收光谱技术(TDLAS)是一种利用激光二极管的波长扫描和电流调谐特性对气体进行测量的技术,具有高选择性、高分辨率、高反应速度、高灵敏度等优点。TDLAS检测系统通常基于谐波检测的原理,通过高频调制某个依赖于频率的信号,使其扫过待测气体的吸收峰,再以调制频率的倍频作为参考信号进行信号处理。为了满足TDLAS检测系统对激光器驱动的需要,本文以ARM7系列的LPC2138为主控器,通过将DAC8830产生的锯齿波扫描信号和AD9958产生的一路正弦调制信号进行叠加,来实现TDLAS检测系统激光器的驱动。     

基于DSP双路音频信号实时处理系统设计

采用TMS320C5509A作为核心处理器,给出了一种利用DMA结合多通道缓冲串口McBSP组成的语音信号采集系统的实现方法。合理分配了数据缓冲空间,可靠稳定地实现数据的实时更新,完成双路立体声信号的实时采集、处理和发送。阐述了AIC芯片与DSP连接的配置和数据接口的设计方法,给出CODEC与DSP之间数据传输的程序示...     

基于DSP双通道高速数据采集卡的设计

针对采集高频扰动信号的需要,本文介绍了一种由DSP芯片THS320VC5509和两片8位并行高速A/D转换芯片TLC5510组成的双通道高速数据采集卡.经过实测,该卡的的数据采集速度可以达到2OMSPS.利用该数据采集卡,可以采集高频扰动信号并存储采集到的数据.