红外气体分析器（IGA）是基于不同气体对中红外波段电磁波特征吸收原理制成的一种物理式气体分析仪器，是典型的光、机、电一化智能传感器系统。因为它比其它气敏传感器相比，具有灵敏度高、响应快、分析气体种类多、量程范围宽、可连续测量等优点，因此在航空航天、电力环保、医疗卫生、石油化工、冶金、汽车等行业广泛应用。但是，红外气体分析系统的精度受各种因素的影响。本文讨论了数字滤波技术对系统检测信号进行滤波，采用虚拟仪器技术处理电气电路的信号。
二、工作原理和仪器的组成Infra-RedAnalyzer）是根据不同气体对红外线的选择性吸收原理提出的。红外线是波长为0.8-600um的电磁波，多数气体具有吸收特定波长的红夕卜线的能力。如CO能吸收4.5-5utn的红外线，C02能吸收4-4.5um的红外线，NO能吸收5.3um的红外线，不分光红外线气体分析仪根据其特定的吸收来鉴别气体分子的种类，舰收特征波长见下表。
名称分子式特征吸收波长/um甲烷二氧化碳一氧化碳一氧化氮二氧化氮二氧化硫乙烯乙炔NDIR工作原理，如红夕卜线光源1射出的红夕卜线经过旋转的截光盘2交替地投向气样室7和装有不吸收红外线的气体（如氮气）的参比室4，透过两室的气体后进人检测器5.检测器有两个接收气室，当样气室中的被测样气浓度变化时，两个接受气室接收的红外线辐射能量的差别也发生变化，导致分隔两气室的薄膜6两侧电压变化。由截光盘调制的周期性变化引起电容器电容量周期变化，该信号经放大成为分析仪出信号。
红外辐射通过某种气体（除一些单元气体分子外，如：2、N2等）就会被吸收。气体对红外线的吸收遵守朗伯特一比尔定律：射被气体吸收前的光强；K为气体的吸收系数；c为吸收气体的浓度；1姐外福搬舰雌的长度；e为自然数。
仪器由分析单元，电气单元，微机系统组成。分析单元产生测量电信号，电气单元对信号进行放大到标准电信号，微胯局信号进行鹏。
1.红外光源2.截光盘3、8.滤波室4.参比室5.检测器6.电容器薄膜7.气样室在电路设计时，采用新型电子元器件，度控制系统和标准信号输出电路，电路结构见下度控制部分电源部分通道温度、压力以及电压拟倌号液入微处理8译码器程序存储器EEPROM败据存储闪烁控制信号1为前置政大器；2为主放大器；3为量程调节；4零点调节；5为整流放大电路；6为信销换输出前置放大器电路主要是实现信号阻抗转换，因电容式微音膜接收器输出信号为高阻信号，从而对高阻部分采用聚四氟乙烯绝缘，放大电路采用高输入厉出阻抗的放大魏从前置放大电路的输出信号为3~5mV的低频信号，主放大器采用新型集成运算放大电路。
从主大器的输出信号经“量程”调节后，需采用绝对篦流电路转换为直流信号并进行零点调节，从而输出的信号为0~5V的直流信号。
由于红外气体分析仪系统干扰信号复杂，包含较多的频率成分，因为电路参数不易调节，从而采用硬件滤波效果不劁艮理想。而基于CIV字滤脏好可以弥补这厉点。
将电容检测器输出的信号经电气单元放大到标准的信号后输送到数据采集卡输人信号端，调用采集子函数将采集到的存人数组X里，利用CIA的滤波函数且X进行滤波，滤波m据存放新的数组Y里。设计数字滤波程序如下：开始采集卡设置读人采样频率和采样点数启动数据采集卡采槊、A/D转换数据存人指定的数组X依数组x绘制波形读入截至频率和滤波阶次调用滤波函数滤波将滤波的数据存入新的数组Y依数组Y绘制新波形五、微机系统硬件系统是由8098微处理芯片、程序存储器、数据存储器、EEPROM存储器、并行输出端口、键盘、显示器及PWM输出组成。其结构框图见如下：从现场安装传感器输出的模拟信号进人通道后，模拟信号经电气单元放大送到8098微机统的模拟输入端，经A/D变化后，通过温度、压力和干扰误差修正，再经人工神经网络处理信号非线性和虚拟仪腠术处理小波消噪、自动消除传感器漂移、数合消除效等信号处显示测虚拟仪器技术是新式仪器技术，它的特点是用软件代替硬件电路处理信号，充分利用软件算法来完成信号处理。从电容检测器输出的信号经电气单元转换成标隹信号，再由采集卡转换微机能处理的数字信号存人微机的单元里，在微机系统调用实现小波消噪、求真有效值等应用程序。这样在应用揠采用等周期采据、实现软件小波消噪、自翩除传感器漂移、数据融合消除交叉等新技术。由于人工申经网络（ANN）对信号非线性处理能力很强，并具有很强的信号分类能力，因此应用人工神经网络处理信号非线性能提篼系统预测能力和测量精度。
由于采用微机技术、数字滤波技术和虚拟仪器技术，使仪器的各项性能指标提高，如：测量数据的精度、数据的预测分析能力、仪器抗干扰信号、抗交叉灵敏度影响的能力大大提高。因此该红夕吩析仪具有高精度、低成、高智能化、低功耗等特点，仪器k定性和可靠性大大提高，操作简单，适应于连续物的监测、汽车废气监测和工业生产广泛应用。
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