[实用新型]用于差分气体检测的信号处理装置及其气体检测系统

权利要求书

1.一种用于差分气体检测的信号处理装置，所述差分气体检测通过对光源发出的已调制光进行分光，使分光后的已调制光分别通过装有不同气体的参考气室和检测气室，从而得到不同的电信号，使所述不同的电信号通过信号处理装置并对其进行处理而得到待测气体中指定成分的浓度，其特征在于，所述信号处理装置包括依次连接的预处理单元、运算单元和后处理单元；所述预处理单元接收所述不同的电信号、取得其差值并将该差值由模拟信号转换为数字信号；所述运算单元将所述预处理单元输出的数字信号与参考信号相乘并取得其直流分量；所述后处理单元对所述运算单元取得的直流分量进行优化、补偿和转换而得到待测气体中指定成分的浓度。

2.根据权利要求1所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述预处理单元包括依次连接的差分放大器、带通滤波器和模数转换器；所述差分放大器的两个输入端分别连接在将穿过所述参考气室和检测气室的光线转换为电信号的传感器的输出端，其输出端的差分信号传输到所述带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于， 所述运算单元包括依次连接的乘法器和低通滤波器；所述乘法器的一个输入端与所述模数转换器的输入端连接，其另一个输入端输入参考信号；所述乘法器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器取得输入信号的直流分量后输出到所述后处理单元。

4.根据权利要求3所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述参考信号是用于调制光源的调制信号经过移相而得。

5.根据权利要求4所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述移相由RC移相电路构成的移相器实现，所述移相器将用于调制光源的调制信号移相并输入到所述乘法器另一个输入端；所述移相器进行其范围在-90到90度之间的相位调节，使得所述乘法器两个输入端输入信号的相位之差为90度。

6.根据权利要求5所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述后处理单元包括依次连接的增益放大器、数据优化单元和显示单元；所述增益放大器将所述低通滤波器输出的直流分量进行放大，使其适于后续的处理；所述数据优化单元对所述增益放大器输出的信号进行调整和转换；所述显示单元用于显示所述数据优化单元得到的、表示检测气室中气体指定成分浓度的结果。

7.根据权利要求6所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述差分气体检测的信号处理装置用于检测空气中二氧化氮的浓度，其显示单元检测气室中空气显示二氧化氮的浓度。

8.根据权利要求7所述的用于差分气体检测的信号处理装置，其特征在于，所述参考气室中是作为样本的干燥、不含二氧化氮的空气；所述检测气室中是在测试现场取得的待检测空气。

9.一种差分气体检测系统，该系统通过对光源发出的已调制光进行分光，使分光后的已调制光分别通过装有不同气体的参考气室和检测气室，从而得到不同的电信号，使所述不同的电信号通过信号处理装置并对其进行处理而得到待测气体中指定成分的浓度，其特征在于，所述信号处理装置是权利要求1-8中任意一项所述的信号处理装置。