基于DSP的光聲效應(yīng)粉煤灰碳含量檢測(cè)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(biāo)，精確簡(jiǎn)單快捷地檢測(cè)出粉煤灰中的碳含量對(duì)于能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。
　　 本文應(yīng)用光聲效應(yīng)基本原理結(jié)合DSP技術(shù)設(shè)計(jì)了粉煤灰碳含量的檢測(cè)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(hào)經(jīng)濾波放大電路調(diào)理后送入DSP，由其中的AD轉(zhuǎn)換模塊采集數(shù)據(jù)，再由DSP進(jìn)行數(shù)字處理。利用DSP的CPU定時(shí)器0產(chǎn)生12.5Hz的方波信

2、號(hào)作為激勵(lì)源，激勵(lì)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(hào)。由麥克風(fēng)將光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)四級(jí)濾波放大，輸入到DSP的ADCINA5，由EVA的一個(gè)定時(shí)器GP1啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，采樣頻率設(shè)為400Hz，每周期采樣32個(gè)點(diǎn)。
　　 由于微弱的光聲信號(hào)淹沒在噪聲中，本文分別研究了采用FFT、自相關(guān)、互相關(guān)等三種算法實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)的處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)FT算法測(cè)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(hào)。自相關(guān)算法測(cè)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(guān)算法實(shí)現(xiàn)的虛擬數(shù)字鎖相放大器技術(shù)，應(yīng)用在本系統(tǒng)中測(cè)得的數(shù)據(jù)方差為0.01v2，誤差在0.02v～0.03v之間，測(cè)量碳含量在0.5％-4％的粉煤灰樣品時(shí)，光聲信號(hào)隨碳含量的變化有確定的線性關(guān)系，當(dāng)碳含量超過4％時(shí)，光聲信號(hào)趨于飽和。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用本文所設(shè)計(jì)的這種粉煤灰碳含量檢測(cè)儀能方便、快捷地測(cè)出粉煤灰中的碳含量，相對(duì)誤差不超