检测微量二元混合气体浓度的声学信号处理装置及方法

摘要

本发明公开了一种检测微量二元混合气体浓度的声学信号处理装置及方法，DSP数字信号处理器控制CPLD可编程逻辑器件产生伪随机相位编码脉冲信号，该信号分两路由两个超声波发射换能器转换为超声波信号同时发射，超声波信号分别经过一测量腔内的纯净气体和另一测量腔内的二元混合气体传递，由A/D转换器将模拟连续信号转变为数字离散信号，经DSP数字信号处理器采用数字信号处理算法进行处理，根据气体浓度与相位差的公式计算出二元混合气体的浓度。本发明结构简单易实施，伪随机信号同时具有高的时间和带宽积，将粗测时延和精测相位相结合，获得无模糊的相位精确测量结果，提高了微量二元混合气体浓度的测量精度。

主权项

一种检测微量二元混合气体浓度的声学信号处理装置，由工作头部分(17)、模拟电路部分(23)、数字电路部分(28)连接组成，工作头部分(17)包括具有纯净气体b的测量腔(2)和具有待测微量气体a和纯净气体b构成的二元混合气体的另一测量腔(16)，测量腔(2、16)的内腔两端等距地各设有超声波发射换能器(3、18)和超声波接收换能器(13、14)，其特征是：所述模拟电路部分(23)具有发射放大电路(7、24)，发射放大电路(7、24)输出分别经发射匹配电路(4、19)连接至超声波发射换能器(3、18)，超声波接收换能器(13、14)输出依次串接接收匹配电路(5、20)、接收前置放大电路(6、22)和低通滤波器(8、25)，低通滤波器(26)的输出分别连接发射放大电路(7、24)；所述数字电路部分(28)包括外接FLASH闪存芯片(29)、通讯串口(12)和RAM芯片(30)的DSP数字信号处理器(11)以及CPLD可编程逻辑器件(10)、A/D模数转换器(9、27)，低通滤波器(8、25)输出分别通过A/D模数转换器(9、27)连接DSP数字信号处理器(11)，DSP数字信号处理器(11)输出经CPLD可编程逻辑器件(10)连接低通滤波器(26)。