SOPC技術(shù)在甲烷光聲法檢測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、甲烷濃度檢測(cè)在煤礦安全生產(chǎn)，科學(xué)研究等領(lǐng)域有著重要的實(shí)用價(jià)值與科研意義。光聲光譜氣體檢測(cè)技術(shù)因具有檢測(cè)精度高、選擇性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)而被大量的應(yīng)用于氣體檢測(cè)領(lǐng)域。本課題針對(duì)實(shí)驗(yàn)室已研發(fā)的光聲瓦斯氣體檢測(cè)儀存在的一些不足，采用新技術(shù)與新方法研制了一套基于SOPC技術(shù)的光聲甲烷氣體檢測(cè)系統(tǒng)。
　　根據(jù)甲烷特征吸收譜線，選擇波長(zhǎng)為1654nm的半導(dǎo)體激光器作為光源，對(duì)其進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)制，輸出波長(zhǎng)及強(qiáng)度周期性變化的激光。采用共振式光聲腔作為

2、激光與氣體作用的場(chǎng)所，使光聲腔工作于(100)共振模式，激發(fā)出的微弱信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路處理后由數(shù)字雙相鎖相放大器檢測(cè)其幅值信息。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體構(gòu)建光聲信號(hào)幅值與甲烷氣體濃度之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濃度測(cè)量。
　　本文重點(diǎn)研究了數(shù)字鎖相放大器的設(shè)計(jì)以及光聲腔共振頻率跟蹤。首先，研究了嵌入式軟核處理器的定制，使其滿足系統(tǒng)功能需求;其次，分別設(shè)計(jì)了鎖相放大器，共振頻率跟蹤等功能單元;最后，完成各個(gè)功能單元與NiosⅡ軟核處理器間的通信，并通