發(fā)布時(shí)間：2018-02-17 05:38

  本文關(guān)鍵詞： FPGA 鎖相放大器 相關(guān)檢測(cè) 多組分　出處：《西南科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前,分析變壓器絕緣油中溶解的多組分氣體含量是對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷的主要方法,傳統(tǒng)的變壓器絕緣油中氣體檢測(cè)方法存在檢測(cè)精度低、靈活性低、受環(huán)境影響嚴(yán)重等缺點(diǎn),己經(jīng)不能滿足當(dāng)前電網(wǎng)安全發(fā)展的需要。光聲光譜技術(shù)具有選擇性好、靈敏度高、分辨率高以及無接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),成為能夠快速在線檢測(cè)分析的有效方法之一。光聲光譜氣體檢測(cè)中的光聲信號(hào)十分微弱,需要運(yùn)用鎖相放大器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行提取。本文針對(duì)光聲光譜氣體檢測(cè)設(shè)計(jì)一款基于FPGA的鎖相放大器用于提取與氣體濃度相關(guān)的光聲信號(hào)。論文對(duì)鎖相放大技術(shù)的相關(guān)理論進(jìn)行深入闡述,包括:自相關(guān)檢測(cè)技術(shù),互相關(guān)檢測(cè)技術(shù),相敏檢波原理以及鎖相放大器的原理。在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)的鎖相放大器電路主要包括:信號(hào)前置放大電路、帶通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、相關(guān)檢測(cè)電路以及數(shù)字低通濾波電路。在對(duì)多組分氣體光聲光譜檢測(cè)理論研究基礎(chǔ)上將設(shè)計(jì)的數(shù)字鎖相放大器應(yīng)用于氣體檢測(cè)中。使用外腔可調(diào)諧激光器作為光源,通過流量控制器配制不同濃度比例的3種混合氣體,使用鎖相放大器提取了6組不同氣體濃度比例的混合氣體光聲信號(hào),系統(tǒng)對(duì)C2H2、CO2、CO的極限靈敏度分別為0.4ppm、398ppm、384ppm,并具有良好的線性度和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明設(shè)計(jì)的鎖相放大器能夠準(zhǔn)確的提取出光聲信號(hào),在光聲光譜多組分氣體檢測(cè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
[Abstract]:At present, the analysis of dissolved multicomponent gas content in transformer insulation oil is the main method for fault diagnosis of transformer. The traditional gas detection method for transformer insulation oil has low detection accuracy and flexibility. Being seriously affected by the environment, it can not meet the needs of the current security development of the power grid. Photoacoustic spectroscopy has the advantages of good selectivity, high sensitivity, high resolution and contactless measurement. It has become one of the effective methods for fast on-line detection and analysis. The photoacoustic signal in photoacoustic spectrum gas detection is very weak. In this paper, a phase-locked amplifier based on FPGA is designed to extract the photoacoustic signal related to gas concentration. Related theories are elaborated in depth, Including: autocorrelation detection technology, cross-correlation detection technology, phase-sensitive detection principle and the principle of phase-locked amplifier. On the basis of theoretical analysis, the design of phase-locked amplifier circuit mainly includes: signal preamplifier circuit, Band-pass filter circuit A / R D conversion circuit, Correlation detection circuit and digital low-pass filter circuit. Based on the study of the theory of multicomponent photoacoustic spectrum detection, the designed digital phase-locked amplifier is used in gas detection. The tunable external cavity laser is used as the light source, and the external cavity tunable laser is used as the light source. Three kinds of mixed gases with different concentration ratio were prepared by flow controller. Six groups of mixed gas photoacoustic signals with different gas concentration ratios were extracted by phase-locked amplifier. The limit sensitivity of the system to C _ 2H _ 2C _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2CO _ 2C _ 2H _ 2C _ 2C _ 2CO _ 2CO _ 2 CO _ 2CO _ 2CO _ 2 CO _ 2CO _ 2 CO _ 2CO _ 2 CO _ 2CO _ 2 CO _ 2CO _ 2. It has a good application prospect in the field of multicomponent gas detection by photoacoustic spectroscopy.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN791;TN722

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1517348