一种用于紫外光差分气体检测系统的信号降噪电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于紫外光差分气体检测系统的信号降噪电路，信号输入端通过第一电容连接至第一运放的正向输入端，第一运放的正向输入端通过第三电阻接地，第一运放的反向输入端通过第一电阻接地，第一运放的反向输入端通过第二电阻连接至第一运放的输出端，第一运放的输出端通过串联的第四电阻、第二电容和第三电容连接至第二运放的正向输入端，第二运放的反向输入端通过第五电阻接地，第二运放的反向输入端通过第六电阻连接至第二运放的输出端，第四电阻和第二电容之间通过串联的第七电阻和第八电阻连接至第二运放的正向输入端，第七电阻和第八电阻之间通过第四电容接地。本实用新型能够改进现有技术的不足，提高了信号的信噪比。
【专利说明】
-种用于紫外光差分气体检测系统的信号降噪电路
技术领域
[0001] 本实用新型设及气体检测技术领域，尤其是一种用于紫外光差分气体检测系统的 信号降噪电路。
【背景技术】
[0002] 差分吸收光谱法(DOAS)最早由德国海德堡大学环境物理研究所的Platt提出。主 要是利用吸收分子在紫外到可见光段的特征吸收来研究大气层的痕量气体成分(CH20、03、 N02、S02、化、NH3等）。差分吸收光谱技术是利用空气中气体分子的窄带吸收特性来鉴别气 体成分，并根据窄带吸收强度来推演气体的浓度，因此差分吸收光谱方法具有一些传统检 测方法所无法比拟的优点。
[0003] DOAS广泛应用于测量大气中污染气体浓度，W后逐渐在烟气监测领域也得到应 用，差分吸收光谱法的主要优点是可W在不受被测对象化学行为的干扰的情况下来测量它 们的绝对浓度，可W通过分析几种气体在同一波段的重叠吸收光谱，来同时测定几种气体 的浓度。增加测量气体的数量只需要更改软件，不需要增加硬件。目前DOAS在烟气监测中的 应用方式有两种1、直接测量式CEMS;2、完全抽取式CEMS。无论哪种方式，光谱信号的传输和 处理都是整个系统的关键所在。现有的光谱信号在传输过程会不可避免的出现噪声干扰， 运就使得信号的降噪成为了保证检测精度的重要手段。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于紫外光差分气体检测系统的信号 降噪电路，能够解决现有技术的不足，提高了信号的信噪比。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0006] -种用于紫外光差分气体检测系统的信号降噪电路，信号输入端通过第一电容连 接至第一运放的正向输入端，第一运放的正向输入端通过第=电阻接地，第一运放的反向 输入端通过第一电阻接地，第一运放的反向输入端通过第二电阻连接至第一运放的输出 端，第一运放的输出端通过串联的第四电阻、第二电容和第=电容连接至第二运放的正向 输入端，第二运放的反向输入端通过第五电阻接地，第二运放的反向输入端通过第六电阻 连接至第二运放的输出端，第四电阻和第二电容之间通过串联的第屯电阻和第八电阻连接 至第二运放的正向输入端，第屯电阻和第八电阻之间通过第四电容接地，第二电容和第= 电容之间通过第九电阻连接至第二运放的输出端，信号输入端通过第十电阻连接至=极管 的集电极，=极管的集电极通过第五电容接地，=极管的基极通过第十一电阻连接至第四 电阻和第二电容之间，立极管的发射极通过串联的第十二电阻和第一电感连接至第二运放 的输出端，第十二电阻和第一电感之间通过第六电容接地，第二运放的输出端通过第屯电 容接地，第二运放的输出端连接至信号输出端。
[0007] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本实用新型通过第一运放和第二运放 组成了两级降噪电路，对输入信号进行滤波降噪。由=极管组成的控制电路通过针对第一 级降噪电路的输出量，对整个降噪电路的滤波参数进行调整控制，从而提高了整个降噪电 路对于干扰信号的过滤效果，提高了输出信号的信噪比。
【附图说明】
[0008] 图1是本实用新型一个【具体实施方式】的电路图。
[0009] 图中：R1、第一电阻；R2、第二电阻管;R3、第S电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻； 1?6、第六电阻;1?7、第屯电阻;1?8、第八电阻;1?9、第九电阻;1?10、第十电阻;1?11、第^^一电阻； R12、第十二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第S电容；C4、第四电容；C5、第五电容； C6、第六电容;C7、第屯电容;LU第一电感;Q、S极管;Al、第一运放;A2、第二运放；IN、信号 输入端;OUT、信号输出端。
【具体实施方式】
[0010] 参照图1，本实用新型一个【具体实施方式】的信号输入端IN通过第一电容Cl连接至 第一运放Al的正向输入端，第一运放Al的正向输入端通过第=电阻R3接地，第一运放Al的 反向输入端通过第一电阻Rl接地，第一运放Al的反向输入端通过第二电阻R2连接至第一运 放Al的输出端，第一运放Al的输出端通过串联的第四电阻R4、第二电容C2和第S电容C3连 接至第二运放A2的正向输入端，第二运放A2的反向输入端通过第五电阻R5接地，第二运放 A2的反向输入端通过第六电阻R6连接至第二运放A2的输出端，第四电阻R4和第二电容C2之 间通过串联的第屯电阻R7和第八电阻R8连接至第二运放A2的正向输入端，第屯电阻R7和第 八电阻R8之间通过第四电容C4接地，第二电容C2和第S电容C3之间通过第九电阻R9连接至 第二运放A2的输出端，信号输入端IN通过第十电阻RlO连接至S极管Q的集电极，S极管Q的 集电极通过第五电容巧接地，S极管Q的基极通过第十一电阻Rll连接至第四电阻R4和第二 电容C2之间，S极管Q的发射极通过串联的第十二电阻R12和第一电感Ll连接至第二运放A2 的输出端，第十二电阻R12和第一电感Ll之间通过第六电容C6接地，第二运放A2的输出端通 过第屯电容口接地，第二运放A2的输出端连接至信号输出端OUT。
[0011] 其中，第一电阻Rl为50kQ、第二电阻R2为70kQ、第S电阻R3为90kQ、第四电阻R4 为70k Q，第五电阻R5为50k Q，第六电阻R6为35k Q，第屯电阻R7为IOOk Q，第八电阻R8为 150 kQ，第九电阻39为80 kQ，第十电阻310为120 kQ，第^-一电阻Rll为60 k Q，第十二 电阻R12为170 kQ。第一电容Cl为50yF，第二电容C2为75iiF，第S电容C3为IlOiiF,第四电容 C4为23化F，第五电容巧为60yF，第六电容C6为20化F，第屯电容C7为30化F。第一电感Ll为 0.45mH〇
[0012] DOAS在烟气排放监测中的原理：
[0013] 其最基本的原理是利用光谱吸收的朗伯-比尔定律：
[0014] I(A)=I〇(A)exp[-L.C.0(A)] ------------(1)
[0015] I(A)--------------经过光路衰减的接收光强
[0016] Io(A)-------------光源的原始光强
[0017] L------------------光程
[001引 C------------------气体浓度
[0019] O(A)------------待测气体的吸收截面
[0020] 在测量燃煤电站锅炉、各种工业害炉等固定污染源排放的烟气组分时，由于烟气 成分复杂，各种烟气成分对光均有不同的吸收作用，当监测某种气体成分时，其他组分的气 体的吸收必然会对准确测量被测对象产生干扰作用，因此对于固定污染源的烟气排放监 测，无法直接使用式(1)来进行混合气体的测量。所W可将式(1)修改为：
[0021] K入TP)=Io(入）6邱{-[ SCiOi(入TP)+Em(入）+Er(入）].L}+N(入）-------(2)
[0022] I(ATP)-----------------------考虑溫度、压力影响的接收光强
[0023] Oi(ATP)----------考虑溫度、压力影响的第巧巾气体的吸收截面
[0024] Ci-----------------------------------------第i种气体的浓度
[00巧]Em(A)----------------------------较大颗粒的米氏散射
[00%] Er(A)----------------------------较小颗粒的瑞利散射
[0027] N(入）--------------------------------光子噪声
[0028] DOAS方法的特点在于根据被测气体在所选波段上的频率特性，将吸收截面分成两 部分，随波长快速变化的窄带吸收截面O ' i和随波长缓慢变化的宽带吸收截面Oib，即
[00 巧]〇i=〇，i+〇ib----------------(3)
[0030] 当仅考虑快变部分时，就可W消除气体分子及烟尘颗粒物的瑞利散射和米氏散射 W及光强衰减等的影响，用r〇a)表示慢动部分吸收光强。则差分光学吸收度为：
[0031] D，=ln[r0(入）/ K入）]=L2〇，i(入TP) .Ci----------(4)
[0032] 如果是在直接抽取式系统里，可W通过技术保证被侧气体的溫度、压力没有较大 变化，就可W不考虑溫度及压力的影响，建立方程组。
[0033]
[0034]
[0035] 其中D为差分吸光度矩阵，A为差分吸收截面矩阵，C为气体浓度矩阵。差分吸光度 可由测量值获得，差分吸收截面A可由实验室测量的吸收截面通过滤波计算获得(现在已有 成熟的数据库可供参考），光程为定值。
[0036] 紫外差分气体检测系统主要包括:光源发射器(気灯）、光源接收器、分析气室、光 纤、光谱仪和计算机等。基本原理为:紫外可见光发射器向接收器发射具有确定光谱的紫外 光束；紫外光经过光路中的样品室时被被测物质所吸收，吸收后的紫外光信号传送到光谱 仪中的分光系统进行分光后再投射到CCD阵列上，经CCD阵列转化为电信号，再经模数转化 后输入计算机进行处理，最后得出被检测区域内的气体浓度，然后可根据需要对检测结果 进行传送、显示和打印。
[0037] W上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种用于紫外光差分气体检测系统的信号降噪电路，其特征在于：信号输入端（IN) 通过第一电容(Cl)连接至第一运放(A1)的正向输入端，第一运放(A1)的正向输入端通过第 三电阻(R3)接地，第一运放(A1)的反向输入端通过第一电阻(R1)接地，第一运放(A1)的反 向输入端通过第二电阻(R2)连接至第一运放(A1)的输出端，第一运放(A1)的输出端通过串 联的第四电阻(R4)、第二电容(C2)和第三电容(C3)连接至第二运放(A2)的正向输入端，第 二运放(A2)的反向输入端通过第五电阻(R5)接地，第二运放(A2)的反向输入端通过第六电 阻(R6)连接至第二运放(A2)的输出端，第四电阻(R4)和第二电容(C2)之间通过串联的第七 电阻（R7)和第八电阻（R8)连接至第二运放(A2)的正向输入端，第七电阻（R7)和第八电阻 (R8)之间通过第四电容(C4)接地，第二电容(C2)和第三电容(C3)之间通过第九电阻(R9)连 接至第二运放(A2)的输出端，信号输入端(IN)通过第十电阻(R10)连接至三极管(Q)的集电 极，三极管(Q)的集电极通过第五电容(C5)接地，三极管(Q)的基极通过第十一电阻(R11)连 接至第四电阻(R4)和第二电容(C2)之间，三极管(Q)的发射极通过串联的第十二电阻(R12) 和第一电感(L1)连接至第二运放(A2)的输出端，第十二电阻(R12)和第一电感(L1)之间通 过第六电容(C6 )接地，第二运放(A2 )的输出端通过第七电容(C7 )接地，第二运放(A2 )的输 出端连接至信号输出端(OUT )。
【文档编号】H03H11/46GK205584149SQ201620145349
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月27日
【发明人】黄禹川, 罗东晖, 高中华, 郑海明
【申请人】华北电力大学（保定）