[发明专利]一种总氮分析仪信号检测系统和方法

说明书

本发明公开了一种总氮分析仪信号检测系统和方法，系统包括：驱动电路、氙灯、光谱仪和反应池，所述驱动电路用于控制所述氙灯发生信号，所述光谱仪用于检测所述发生信号经过所述反应池后的输出信号，并计算出所述反应池中样品的总氮浓度；方法包括以下步骤：采集氙灯光强参考信号G1并储存；采集氙灯光强实际信号G2，判断G1和G2的大小；若G2大于G1，降低氙灯光强，调节至G2等于G1，若G2小于G1，增加氙灯光强，调节至G2等于G1；调节至G1等于G2后，正式进行样品测量应用上述系统实现。本发明实现0‑5v的稳定输出，解决了模拟信号路长的问题，另外，避免了氙灯受噪声和温度的影响。

技术领域

本发明属于检测技术领域，尤其涉及一种总氮分析仪信号检测系统和方法。

背景技术

总氮，简称为TN，水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。总氮分析仪为检测总氮的仪器，目前总氮分析仪的检测方法主要有两种：(1)直接测试法，碱性过硫酸钾氧化后直接采集220nm和275nm光源的吸光度，运算后计算出总氮值；(2)间接测试法，将总氮转换为其他氮进行测量，由于存在转换率的问题，缺点就是测试复杂，准确度较差，应用范围小。

直接测试法因其准确性好，得到广泛应用。直接测试法主要是采用氘灯或者氙灯作为光源，光谱仪作为检测装置，氙灯发生信号，经过不同浓度的总氮样品，光谱仪会输出不同的信号，将信号重新计算可算出样品的浓度。光源一般直接采购成品光源，如日本滨松闪烁氙灯模块。该光源的控制采用0-5V控制或手动滑动变阻器调节控制。但是本方法存在以下缺陷：

如图1所示，直接0-5v不仅对输入的电源的稳定性要求较高，而且模拟信号线路长，对模拟信号的精度有影响，同时内部滑动变阻器的调节不能达到实时调节的目的，且一般都是固定输入电压，对滑动变阻器的稳定性要求较高。由于氙灯的驱动电压大约600v到1000v之间，是通过0-5V控制变压器实现，越等于放大200倍，噪声和温度的变化都会影响闪灯的强度变化，经测试一定时间内，即外界条件相对无变化是信号采集变化为90mv，但是随着温度的变化，氙灯带来的采集电压变化可达到200mv以上。因此，该变化对测量的精度具有一定的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种总氮分析仪信号检测系统和方法，在直接0-5v的基础上，利用数字信号控制，在氙灯驱动电路闭环控制的根部，增加隔离数字控制的DA芯片，实现0-5v的稳定输出，解决了模拟信号路长的问题，同时通过DA的控制可实时调节氙灯驱动电压，避免了滑动变阻器只能输入固定电压的问题。另外，避免了氙灯受噪声和温度的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种总氮分析仪信号检测系统，包括：驱动电路、氙灯、光谱仪和反应池，所述驱动电路用于控制所述氙灯发生信号，所述光谱仪用于检测所述发生信号经过所述反应池后的输出信号，并计算出所述反应池中样品的总氮浓度；所述驱动电路包括数字量输入模块、DA控制器、运算放大器和变压器，所述数字量输入模块与所述DA控制器连接，所述DA控制器连接所述运算放大器的正输入端，所述运算放大器输出端连接所述变压器的输入端，所述变压器的输出端连接至所述运算放大器的负输入端。

优选地，还包括光耦隔离模块，所述光耦隔离模块连接在所述数字量输入模块与DA控制器之间。

本优化方案所带来的优化效果是光耦隔离电路使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接，主要是防止因有电的连接而引起的干扰，特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。