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专利名称：Gfc轮同步采样方法
技术领域：
本发明涉及GFC轮，特别涉及基于变速调节的GFC轮精确同步采样方法。
背景技术：
GFC(Gas Filter Correlation)的技术原理就是通过一个滤波相关轮对入射的连续红外辐射进行调制，滤波相关轮上安装了两个可以透光的气体池，一个气体池里装满了高浓度的待测气体CO，称为参比池；另一个气体池装满了氮气，称为测量池。当红外辐射通过参比池，4.65 μ m处的红外辐射几乎全部被高浓度的CO吸收，而通过测量池的红外辐射，在4.65 μ m处的光能几乎没有任何改变；经过GFC调制的两束光进入多次反射的测量气室中，通过参比池的光束通过测量气室，气室中的CO不会导致光强的改变，探测器测得参考信号R ;而通过测量池的光束经过测量气室后，由于被测的CO气体会导致4.65 μ m处的光强的衰减，探测器测得测量信号M，光强衰减的强度与CO气体的浓度相关，比较通过参考信号R和测量信号M就可以得到CO的浓度。图1示意性地给出了现有技术中采集到的通过GFC轮后的光信号，如图1所示，包含4路下跳沿脉冲信号，正确的位置是:其中一路对应高电平波峰(测量信号)，另一路对应高电平波谷(测量暗电流)，再一路对应低电平波峰(参考信号)，还有一路对应低电平波谷(参考暗电流)，通过硬件电路减法器得到测量电压和参考电压，当上图中六个下跳沿脉冲对应6个相同高或低时得到正确结果。由于进行测量的过程中GFC轮安装在电机上，随电机高速转动，一方面GFC轮每次安装与电机的相对位置不同，另一方面由于每个GFC轮结构加工的误差，两方面的原因均会导致信号采集位置(即图1中脉冲的位置)会左右移动，因而导致采样位置偏离，带来测量不准的问题。

发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种有效解决电路的噪声干扰、机械安装导致的误差、零点精确定位、采样波形稳定的GFC轮同步采样方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:GFC轮同步采样方法，所述同步采样方法包括以下步骤:(Al)转动机构带动GFC轮和斩波器转动，转速低于200转/分；光源发出的光穿过所述GFC轮和斩波器，之后被检测器接收，从而获得方波信号，将波峰的中间位置设定为零点；(A2)在测量中，所述转动机构带动所述GFC轮和斩波器转动，转速高于1500转/分；所述光源发出的光穿过所述GFC轮、斩波器及待测气体，之后被检测器接收，从而获得检测信号，利用所述零点位置去确定测量信号采样位置和参比信号采样位置。根据上述的同步采样方法，优选地，所述GFC轮和斩波器设置在一起。
根据上述的同步采样方法，优选地，所述中间位置通过数斩波器的编码个数寻获。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:1、采用多级变速的方法定位零点位置，在低速定位零点位置，高速采样信号波形。2、零点位置、采样位置准确性高。3、对硬件要求低，可以利用最普通的示波器检验。


参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:图1是根据现有技术中测得的通过GFC轮后的光信号示意图；图2是根据本发明实施例1的CO分析仪的结构简图；图3是根据理论上采样后的信号示意图；图4是根据现有技术中低速、中速、高速采样后的信号对比示意图。
具体实施例方式图2-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1:图2示意性地给出了本发明实施例的CO分析仪的结构简图，如图2所示，所述分析仪包括:红外光源、电机、GFC轮、斩波器、怀特腔和传感器。理论上，红外光源通过GFC轮(里面间隔充满着N2与CO)，在传感器端会呈现出比较规则的方波信号，如图3所示。但是在电机高速旋转的情况下，方波信号会失真，如图4所示，这样采样点就不固定，导致零点位置确定错误，从而导致采样值错误。为了解决上述技术问题，必须先确定零点位置，然后再去确定采样点。本发明实施例的GFC轮同步采样方法，所述同步采样方法包括以下步骤:(Al)转动机构带动GFC轮和斩波器转动，转速低于200转/分；光源发出的光穿过所述GFC轮和斩波器，之后被检测器接收，从而获得方波信号，将波峰的中间位置设定为零点；零点位置与测量信号采样位置、参比信号采样位置的间隔是固定，不会因为GFC轮的转动速度变化而变化；(A2)在测量中，所述转动机构带动所述GFC轮和斩波器转动，转速高于1500转/分；所述光源发出的光穿过所述GFC轮、斩波器及待测气体，之后被检测器接收，从而获得检测信号，利用所述零点位置去确定测量信号采样位置和参比信号采样位置。根据上述的同步采样方法，优选地，所述GFC轮和斩波器设置在一起。根据上述的同步采样方法，优选地，所述中间位置通过数斩波器的编码个数寻获。实施例2:根据本发明实施例1的同步采样方法在CO分析仪中的应用例，在该应用例中，同步采样方法的具体步骤为:(Al)确定零点位置；在电机低速旋转(40转/分)的情况下，如图4所示，传感器能够检测到规则的方波信号，由于GFC轮中间位置透光性最强，所以将零点定在波峰中间位置；由于GFC轮与光斩波器固定在一起，所以中间位置可以通过数光斩波器编码个数找到；(A2)如图4所示，不管是低速还是高速，传感器探测到波形中间位置一直为透光最强点，所以可以通过多级变速方法确定零点位置是固定的；再确定测量信号与参比信号采样位置:由于光斩波器与GFC轮固定在一起，所以只要零点位置查找准确，且采样间隔固定，那么不管电机是高速(如1800转/分)还是低速运转，所得采样波形中间位置都是固定不变的，只需要采中间值即可得到最佳采样值。
权利要求
1.GFC轮同步采样方法，所述同步采样方法包括以下步骤: (Al)转动机构带动GFC轮和斩波器转动，转速低于200转/分； 光源发出的光穿过所述GFC轮和斩波器，之后被检测器接收，从而获得方波信号，将波峰的中间位置设定为零点； (A2)在测量中，所述转动机构带动所述GFC轮和斩波器转动，转速高于1500转/分；所述光源发出的光穿过所述GFC轮、斩波器及待测气体，之后被检测器接收，从而获得检测信号，利用所述零点位置去确定测量信号采样位置和参比信号采样位置。
2.根据权利要求1所述的同步采样方法，其特征在于:所述GFC轮和斩波器设置在一起。
3.根据权利要求1所述的同步采样方法，其特征在于:所述中间位置通过数斩波器的编码个数寻获。
全文摘要
本发明提供了GFC轮同步采样方法，所述同步采样方法包括以下步骤(A1)转动机构带动GFC轮和斩波器转动，转速低于200转/分；光源发出的光穿过所述GFC轮和斩波器，之后被检测器接收，从而获得方波信号，将波峰的中间位置设定为零点；(A2)在测量中，所述转动机构带动所述GFC轮和斩波器转动，转速高于1500转/分；所述光源发出的光穿过所述GFC轮、斩波器及待测气体，之后被检测器接收，从而获得检测信号，利用所述零点位置去确定测量信号采样位置和参比信号采样位置。本发明具有有效解决电路的噪声干扰、机械安装导致的误差、零点精确定位、采样波形稳定等优点。
文档编号G01N21/35GK103115890SQ20121059740
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者周永, 张良 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司