用于H_2S气体检测的TDLAS型程控数据采集系统的设计
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  • 英文篇名:Design of TDLAS program controlled data acquisition system for H_2S gas detection
  • 作者:张国军 ; 王彪 ; 李奥奇 ; 鹿洪飞 ; 范兴龙 ; 许癑
  • 英文作者:ZHANG Guojun;WANG Biao;LI Aoqi;LU Hongfei;FAN Xinglong;XU Yue;Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences;University of Science and Technology of China;University of Chinese Academy of Sciences;
  • 关键词:TDLAS ; LPC54114 ; AD转换 ; SD卡 ; FatFs ; 上位机
  • 英文关键词:TDLAS;;LPC54114;;AD conversion;;SD Card;;FatFs;;upper computer
  • 中文刊名:JGZZ
  • 英文刊名:Laser Journal
  • 机构:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学技术大学;中国科学院大学;
  • 出版日期:2018-12-25
  • 出版单位:激光杂志
  • 年:2018
  • 期:v.39;No.255
  • 基金:国家重大科研仪器研制项目(No.61727822);; 吉林省科技厅重大科技招标专项(No.20160203015GX);; 吉林省科技发展计划项目(No.20160204073GX)
  • 语种:中文;
  • 页:JGZZ201812004
  • 页数:4
  • CN:12
  • ISSN:50-1085/TN
  • 分类号:19-22
摘要
H_2S是煤矿生产和石油勘探过程中面临到的一种重要气体。本文设计了一种采用VCSEL光源的TDLAS技术检测H_2S气体浓度的程控数据采集系统。TDLAS技术是一种非常高效和高精度的气体检测方法。本设计采用基于ARM Cortex-M4架构系列的LPC54114芯片做为主控器,利用LPC54114自身集成的的高精度ADC模块实现对光电探测器信号和二次谐波信号的采集和处理,将处理后的数据存储在移植FatFs系统的SD卡中,增大数据存储量;并且主控器LPC54114内部集成了全速USB功能,通过USB接口与上位机实时通讯,实现对H_2S气体的实时采集和监测。本设计同样可以推广到其他气体的TDLAS检测。
        H_2 S is an important gas in coal mine production and oil exploration. In this paper,a program control data acquisition system using TDLAS technology of VCSEL light source to detect H_2 S gas concentration is designed.TDLAS technology is a very efficient and accurate gas detection method. LPC54114 micro controller based on ARM Cortex-M4 architecture is adopted as the main controller,and use the high accuracy of the integrated of LPC54114 analog-to-digital conversion module to collect and process detector signal and second harmonic signal. Storing large amounts of processed data in SD cards using FatFs file system to greatly increase the data storage capacity,and LPC54114 chip integrates the function of full speed USB function,the data can be uploaded to the host computer quickly through the USB interface to achieve real-time acquisition and monitoring of H_2 S gas. This design can also be extended to other gas TDLAS detection.
引文
[1]孙远涛,张洪田.基于紫外吸收光谱技术的混合气体SO2和H2S浓度的实时监测[J].发光学报,2015,3:366-369.
    [2]朱雁军,樊孝华,高潮,郭江龙.基于可调谐激光吸收光谱技术的免校准硫化氢气体传感器[J].激光杂志,2017,38(5):40-44.
    [3]陈东,刘文清,张玉钧,等.基于半导体激光光谱的光纤分布式开放光路H2S气体传感器[J].Chinese Optics Letters,2007,5(2):122-124.
    [4]顾亚雄,许方华,钟成千.井场H2S气体动态监测系统中的多路数据采集问题[J].石油与天然气化工,2010,39(4):360-364.
    [5]张志荣,夏滑,董凤忠,庞涛,吴边.可调谐半导体激光吸收光谱方法的多组分气体浓度同时在线监测技术[J].光学精密工程,2013,21(11):2771-2777.
    [6]张杨,范颖,王哲,陈文亮.基于可调谐激光吸收光谱技术的硫化氢检测方法研究[J].电子测量与仪器学报,2017,12:1943-1947.
    [7]张志荣,孙鹏帅,庞涛,等.激光吸收光谱技术在工业生产过程及安全预警标识性气体监测中的应用[J].光学精密工程,2018,26(8):1925-1937.
    [8]李春光,董磊,王一丁,等.基于TDLAS和ICL的紧凑中红外痕量气体探测系统[J].光学精密工程,2018,26(8):1855-1861.
    [9]王晓梅,张玉钧,刘文清,等.可调谐二极管吸收光谱痕量气体浓度算法的研究[J].光学技术,2006,32(5):717-719.
    [10]季文海,吕晓翠,胡文泽,等.TDLAS技术在烯烃生产过程中的多组分检测应用[J].光学精密工程,2018,26(8):1837-1845.
    [11]曾怡帅,杨友良,马翠红.有尘环境多组分气体成分检测系统的设计[J].发光学报,2016,37(7):859-865.
    [12]陈志,尚丽平.可调谐二极管激光吸收光谱技术在探测灵敏度上的探讨[J].激光杂志,2007,28(3):81-81.
    [13]石军,林红.基于LPC1768的Fat Fs嵌入式文件系统[J].工业控制计算机,2011,24(8):17-18.
    [14]王宝珠,杨永,林永峰,常秀颖.基于USB接口的数据采集系统设计[J].电子技术应用.2010,36(1):67-70.
    [15]余修武,刘岚.USB接口技术在嵌入式系统中的应用研究[J].电子技术应用,2008,34(10):151-154.

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