基于虛擬儀器的氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　紅外傳感器的信號(hào)是通過(guò)CB-68LP接線(xiàn)端子和SHC68-68-EP電纜送入數(shù)據(jù)采集卡。采集卡對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行A/D裝換，然后通過(guò)NI DAQmx驅(qū)動(dòng)與操作系統(tǒng)聯(lián)系，將采集到的數(shù)據(jù)用于系統(tǒng)分析處理。

圖3 PCI-6221數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖

4 軟件設(shè)計(jì)

　　檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)之后首先初始化各個(gè)模塊，包括采集卡的配置以及各個(gè)采集通道的配置；然后判斷是否需要標(biāo)定，如果需要標(biāo)定將彈出一個(gè)標(biāo)定窗口程序進(jìn)行標(biāo)定；如果不需要標(biāo)定則直接進(jìn)入數(shù)據(jù)采集；一次數(shù)據(jù)采集完后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理模塊；處理完后將結(jié)果顯示出來(lái)，這樣就完成了一次的數(shù)據(jù)采集和處理。本系統(tǒng)是連續(xù)的采集，所以判斷是否要結(jié)束采集，否的話(huà)繼續(xù)新一輪的數(shù)據(jù)采集和處理；采集結(jié)束的話(huà)程序停止。每次采集處理的數(shù)據(jù)都會(huì)存在數(shù)據(jù)庫(kù)里，可以方便的進(jìn)行以往數(shù)據(jù)的查詢(xún)。如圖4所示是系統(tǒng)的操作界面。

圖4 系統(tǒng)操作界面

4.1 標(biāo)定模塊

　　該系統(tǒng)標(biāo)定是否準(zhǔn)確關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)最后得到的結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　如圖5所示標(biāo)定程序啟動(dòng)之后首先要選擇標(biāo)定氣體以及標(biāo)定點(diǎn)數(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。由朗伯-比爾定律可知，氣體的吸收率和氣體濃度呈線(xiàn)性關(guān)系，通過(guò)往氣體池內(nèi)通入標(biāo)準(zhǔn)的不同濃度的待測(cè)氣體，對(duì)紅外光的吸收不同，紅外傳感器的信號(hào)也就不同。利用配比不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣氣來(lái)對(duì)吸收曲線(xiàn)進(jìn)行定標(biāo)，通過(guò)增加標(biāo)定的點(diǎn)數(shù)來(lái)提高吸收曲線(xiàn)的精度。開(kāi)始標(biāo)定，首先輸入所用標(biāo)氣的標(biāo)準(zhǔn)濃度值，然后通過(guò)采集卡采集電壓數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定后將這兩組數(shù)據(jù)輸入保存起來(lái)，再進(jìn)行下一個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，直到輸入完所有標(biāo)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這時(shí)形成的都是一組一組的數(shù)據(jù)對(duì)，然后擬合出氣體的線(xiàn)性吸收曲線(xiàn)。在實(shí)際的檢測(cè)中將利用擬合出的吸收曲線(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

圖5 標(biāo)定模塊前面板圖