專利名稱：Gfc輪同步采樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GFC輪，特別涉及基于變速調(diào)節(jié)的GFC輪精確同步采樣方法。
背景技術(shù)：
GFC(Gas Filter Correlation)的技術(shù)原理就是通過一個(gè)濾波相關(guān)輪對入射的連續(xù)紅外輻射進(jìn)行調(diào)制，濾波相關(guān)輪上安裝了兩個(gè)可以透光的氣體池，一個(gè)氣體池里裝滿了高濃度的待測氣體CO，稱為參比池；另一個(gè)氣體池裝滿了氮?dú)?，稱為測量池。當(dāng)紅外輻射通過參比池，4.65 μ m處的紅外輻射幾乎全部被高濃度的CO吸收，而通過測量池的紅外輻射，在4.65 μ m處的光能幾乎沒有任何改變；經(jīng)過GFC調(diào)制的兩束光進(jìn)入多次反射的測量氣室中，通過參比池的光束通過測量氣室，氣室中的CO不會導(dǎo)致光強(qiáng)的改變，探測器測得參考信號R ;而通過測量池的光束經(jīng)過測量氣室后，由于被測的CO氣體會導(dǎo)致4.65 μ m處的光強(qiáng)的衰減，探測器測得測量信號M，光強(qiáng)衰減的強(qiáng)度與CO氣體的濃度相關(guān)，比較通過參考信號R和測量信號M就可以得到CO的濃度。圖1示意性地給出了現(xiàn)有技術(shù)中采集到的通過GFC輪后的光信號，如圖1所示，包含4路下跳沿脈沖信號，正確的位置是:其中一路對應(yīng)高電平波峰(測量信號)，另一路對應(yīng)高電平波谷(測量暗電流)，再一路對應(yīng)低電平波峰(參考信號)，還有一路對應(yīng)低電平波谷(參考暗電流)，通過硬件電路減法器得到測量電壓和參考電壓，當(dāng)上圖中六個(gè)下跳沿脈沖對應(yīng)6個(gè)相同高或低時(shí)得到正確結(jié)果。由于進(jìn)行測量的過程中GFC輪安裝在電機(jī)上，隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面GFC輪每次安裝與電機(jī)的相對位置不同，另一方面由于每個(gè)GFC輪結(jié)構(gòu)加工的誤差，兩方面的原因均會導(dǎo)致信號采集位置(即圖1中脈沖的位置)會左右移動(dòng)，因而導(dǎo)致采樣位置偏離，帶來測量不準(zhǔn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種有效解決電路的噪聲干擾、機(jī)械安裝導(dǎo)致的誤差、零點(diǎn)精確定位、采樣波形穩(wěn)定的GFC輪同步采樣方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:GFC輪同步采樣方法，所述同步采樣方法包括以下步驟:(Al)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分；光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪和斬波器，之后被檢測器接收，從而獲得方波信號，將波峰的中間位置設(shè)定為零點(diǎn)；(A2)在測量中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分；所述光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪、斬波器及待測氣體，之后被檢測器接收，從而獲得檢測信號，利用所述零點(diǎn)位置去確定測量信號采樣位置和參比信號采樣位置。根據(jù)上述的同步采樣方法，優(yōu)選地，所述GFC輪和斬波器設(shè)置在一起。
根據(jù)上述的同步采樣方法，優(yōu)選地，所述中間位置通過數(shù)斬波器的編碼個(gè)數(shù)尋獲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:1、采用多級變速的方法定位零點(diǎn)位置，在低速定位零點(diǎn)位置，高速采樣信號波形。2、零點(diǎn)位置、采樣位置準(zhǔn)確性高。3、對硬件要求低，可以利用最普通的示波器檢驗(yàn)。


參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中測得的通過GFC輪后的光信號示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的CO分析儀的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3是根據(jù)理論上采樣后的信號示意圖；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中低速、中速、高速采樣后的信號對比示意圖。
具體實(shí)施例方式圖2-4和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實(shí)施例1:圖2示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的CO分析儀的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，所述分析儀包括:紅外光源、電機(jī)、GFC輪、斬波器、懷特腔和傳感器。理論上，紅外光源通過GFC輪(里面間隔充滿著N2與CO)，在傳感器端會呈現(xiàn)出比較規(guī)則的方波信號，如圖3所示。但是在電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的情況下，方波信號會失真，如圖4所示，這樣采樣點(diǎn)就不固定，導(dǎo)致零點(diǎn)位置確定錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致采樣值錯(cuò)誤。為了解決上述技術(shù)問題，必須先確定零點(diǎn)位置，然后再去確定采樣點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例的GFC輪同步采樣方法，所述同步采樣方法包括以下步驟:(Al)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分；光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪和斬波器，之后被檢測器接收，從而獲得方波信號，將波峰的中間位置設(shè)定為零點(diǎn)；零點(diǎn)位置與測量信號采樣位置、參比信號采樣位置的間隔是固定，不會因?yàn)镚FC輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化而變化；(A2)在測量中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分；所述光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪、斬波器及待測氣體，之后被檢測器接收，從而獲得檢測信號，利用所述零點(diǎn)位置去確定測量信號采樣位置和參比信號采樣位置。根據(jù)上述的同步采樣方法，優(yōu)選地，所述GFC輪和斬波器設(shè)置在一起。根據(jù)上述的同步采樣方法，優(yōu)選地，所述中間位置通過數(shù)斬波器的編碼個(gè)數(shù)尋獲。實(shí)施例2:根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的同步采樣方法在CO分析儀中的應(yīng)用例，在該應(yīng)用例中，同步采樣方法的具體步驟為:(Al)確定零點(diǎn)位置；在電機(jī)低速旋轉(zhuǎn)(40轉(zhuǎn)/分)的情況下，如圖4所示，傳感器能夠檢測到規(guī)則的方波信號，由于GFC輪中間位置透光性最強(qiáng)，所以將零點(diǎn)定在波峰中間位置；由于GFC輪與光斬波器固定在一起，所以中間位置可以通過數(shù)光斬波器編碼個(gè)數(shù)找到；(A2)如圖4所示，不管是低速還是高速，傳感器探測到波形中間位置一直為透光最強(qiáng)點(diǎn)，所以可以通過多級變速方法確定零點(diǎn)位置是固定的；再確定測量信號與參比信號采樣位置:由于光斬波器與GFC輪固定在一起，所以只要零點(diǎn)位置查找準(zhǔn)確，且采樣間隔固定，那么不管電機(jī)是高速(如1800轉(zhuǎn)/分)還是低速運(yùn)轉(zhuǎn)，所得采樣波形中間位置都是固定不變的，只需要采中間值即可得到最佳采樣值。
權(quán)利要求
1.GFC輪同步采樣方法，所述同步采樣方法包括以下步驟: (Al)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分； 光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪和斬波器，之后被檢測器接收，從而獲得方波信號，將波峰的中間位置設(shè)定為零點(diǎn)； (A2)在測量中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分；所述光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪、斬波器及待測氣體，之后被檢測器接收，從而獲得檢測信號，利用所述零點(diǎn)位置去確定測量信號采樣位置和參比信號采樣位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步采樣方法，其特征在于:所述GFC輪和斬波器設(shè)置在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步采樣方法，其特征在于:所述中間位置通過數(shù)斬波器的編碼個(gè)數(shù)尋獲。
全文摘要
本發(fā)明提供了GFC輪同步采樣方法，所述同步采樣方法包括以下步驟(A1)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分；光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪和斬波器，之后被檢測器接收，從而獲得方波信號，將波峰的中間位置設(shè)定為零點(diǎn)；(A2)在測量中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述GFC輪和斬波器轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分；所述光源發(fā)出的光穿過所述GFC輪、斬波器及待測氣體，之后被檢測器接收，從而獲得檢測信號，利用所述零點(diǎn)位置去確定測量信號采樣位置和參比信號采樣位置。本發(fā)明具有有效解決電路的噪聲干擾、機(jī)械安裝導(dǎo)致的誤差、零點(diǎn)精確定位、采樣波形穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N21/35GK103115890SQ20121059740
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者周永, 張良 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司