研究目的
开发一种基于石英增强光声光谱(QEPAS)的高速便携式传感器,通过实时跟踪和校正石英谐振频率漂移来提高灵敏度。
研究成果
所提出的基于高速便携式石英增强光声光谱(QEPAS)的传感器,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现函数发生器和锁相???,通过实时跟踪和校正与压力变化相关的共振频率漂移,将灵敏度提高了2至3倍。未来的工作包括将温度控制器迁移到FPGA上。
研究不足
目前该研究主要关注压力变化及其对石英谐振频率的影响。未来计划将温度控制器迁移至FPGA,这表明当前在温度控制集成方面存在局限。
1:实验设计与方法选择:
本研究开发了基于QEPAS的传感器平台,采用FPGA实现高速测量与灵敏度提升。通过在FPGA内部集成波形发生器和锁相放大器来减小系统体积并提高执行速度。
2:样本选择与数据来源:
研究使用甲烷气体展示石英谐振频率随气压变化的漂移特性。
3:实验设备与材料清单:
主要设备包括用于实现波形发生器和锁相放大器的FPGA,以及用于QEPAS测量的石英音叉。
4:实验流程与操作步骤:
测量并追踪石英音叉谐振频率随甲烷气压的变化关系。建立石英谐振频率的校准曲线并嵌入FPGA,实现实时追踪与校正。
5:数据分析方法:
分析石英谐振频率随甲烷气压变化的漂移特性与拟合关系。利用校准曲线修正测量过程中的谐振漂移。
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