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近红外CO浓度光电检测系统设计
资料介绍
近年来，环境问题一直是人们关注的焦点，尤其是在国内外一些重工业城市，人们常年经受着环境问题带来的困扰。现阶段，空气污染问题日益严重，国家也已经把如何治理空气污染问题提上了日程。一氧化碳是导致空气污染的重要元素，随着CO中毒事件越来越多，人们对CO的检测还停留在对工业生产的需求，忽略了城市生活环境中对人类带来的影响，现存的检测设备灵敏度和精度达不到实际需要效果。本文针对现阶段气体检测装置灵敏度差、响应速度慢的缺点，利用差分吸收检测法来对一氧化碳气体浓度进行检测。
系统以朗伯-比尔定律为理论基础，将差分光谱吸收法和ARM单片机的微处理技术相结合对大气中CO气体浓度实时监测和测量。光源发出1566nm的光被Y型光纤分成相同的两束，两束光分别经参考和测量气室吸收，然后采用光电探测元件对衰减后的光源同时转换，最后经数据采集分析和浓度反演测得一氧化碳浓度。本文对光源、吸收气室、探测器、配气系统以及数据采集和处理等模块进行了分析和选择，采用雪崩光电二极管（APD）对携带有CO浓度信息的信号进行光电转换。同时选用高精度、低噪声的OPA376和AD620集成放大芯片将光电转换后的电信号进行滤波放大处理。利用除法器AD734将两路携带CO浓度信息的电信号进行比值计算消除光路干扰，然后经A/D转换后送中央处理器ARM系列单片机进行数据处理和浓度反演，同时将测得的CO浓度信息通过LCD送显，并在浓度超出设定的安全范围值时及时发出报警信号。
本论文完成了环境中CO气体浓度检测系统的设计，利用Matlab将实验数据线性拟合得到CO浓度反演公式，最后用标准气体浓度对检测系统进行了效果验证。验证结果表明：该检测系统抗干扰能力强，成本低，具有较高的准确性和实时性，适用范围广泛，具有良好的应用与发展前景。
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