基于DSP的光聲效應粉煤灰碳含量檢測儀的研究.pdf

1、粉煤灰中未燃燒的碳的含量是燃煤鍋爐燃燒效率的主要衡量參數(shù)和粉煤灰再利用的重要指標，精確簡單快捷地檢測出粉煤灰中的碳含量對于能源節(jié)約和環(huán)境保護都具有重要意義。
　　 本文應用光聲效應基本原理結合DSP技術設計了粉煤灰碳含量的檢測儀。該系統(tǒng)以TMS320F2812為核心模塊，將光聲池中產(chǎn)生的光聲信號經(jīng)濾波放大電路調(diào)理后送入DSP，由其中的AD轉換模塊采集數(shù)據(jù)，再由DSP進行數(shù)字處理。利用DSP的CPU定時器0產(chǎn)生12.5Hz的方波信

2、號作為激勵源，激勵紅外發(fā)光二極管，照射光聲池中的粉煤灰，產(chǎn)生12.5Hz的光聲信號。由麥克風將光聲信號轉換為電信號，經(jīng)四級濾波放大，輸入到DSP的ADCINA5，由EVA的一個定時器GP1啟動AD轉換，采樣頻率設為400Hz，每周期采樣32個點。
　　 由于微弱的光聲信號淹沒在噪聲中，本文分別研究了采用FFT、自相關、互相關等三種算法實現(xiàn)對微弱信號的處理，實驗結果表明，F(xiàn)FT算法測得幅值誤差較大，并不能有效地從噪聲中提取被淹沒的

3、有用信號。自相關算法測得的數(shù)據(jù)誤差和方差分別在0.05v和0.02 v2以上，而采用以互相關算法實現(xiàn)的虛擬數(shù)字鎖相放大器技術，應用在本系統(tǒng)中測得的數(shù)據(jù)方差為0.01v2，誤差在0.02v～0.03v之間，測量碳含量在0.5％-4％的粉煤灰樣品時，光聲信號隨碳含量的變化有確定的線性關系，當碳含量超過4％時，光聲信號趨于飽和。
　　 實驗結果表明，利用本文所設計的這種粉煤灰碳含量檢測儀能方便、快捷地測出粉煤灰中的碳含量，相對誤差不超