一种CRDS气体浓度检测仪加速量测的方法与流程

本发明属于气体浓度检测领域，具体涉及一种crds气体浓度检测仪加速量测的方法。

背景技术：

气体检测方法主要分为化学检测法和光谱检测法两大类。光谱检测法的本质是物质对电磁波的吸收和发射，腔衰荡光谱(crds)气体浓度检测技术是近几年来迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术。腔衰荡光谱(crds)气体浓度检测技术通过扫描腔内气体的吸收光谱，利用量测不吸收和吸收峰值波长下信号衰荡的时间来计算气体浓度。由于该技术在气体浓度量测上有着其他方法所没有的高灵敏度和快速响应的优点，该技术得到国内外广泛的研究，并且国外有了商业化的产品。

crds气体浓度检测仪是基于crds技术进行气体浓度分析的检测装置。检测仪利用激光器发出一定波长的激光，光在衰荡腔内来回反射，衰荡腔中为被测气体，衰荡腔外部采用探测器监测随时间变化的输出光强，输出光强与反射镜的透过率、腔内物质的吸收率等有关。对于特定波长的光，介质的吸收系数是一定的，通过测量存在吸收介质和不存在吸收介质时的衰荡时间，可以计算出被测气体的浓度。

检测仪的量测都需要经过衰荡信号采样、数据分析、结果计算、显示、上传和保存。现有的做法就是各个步骤逐步处理，这样处理虽然简单，但是由于各个步骤串行，所以每一次量测的时间为每个步骤时间的总和。面对现有商业化产品的竞争，提升检测仪各个方面的优势无疑是必须的，而加速量测可以进一步提升量测快速响应的优点。

技术实现要素：

本发明的目的是加速crds气体浓度检测仪的量测速度，基于此，提出了一种crds气体浓度检测仪加速量测的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种crds气体浓度检测仪加速量测的方法，其特征在于：将量测任务划分为采样、预处理、处理，根据划分的任务相应设置采样模块、预处理模块、处理模块；

采样模块、预处理模块和处理模块之间并行运行，采样模块和预处理模块通过共用第一fifo存储器(fifo1)间接连接；所述预处理模块和处理模块通过预处理完成信号连接，并且共用第二fifo存储器(fifo2)；

其具体运行步骤如下：

(1)采样模块持续采样的同时将采样的数据保存至第一fifo存储器中；

(2)预处理模块持续从第一fifo存储器中提取数据，并将提取的数据做预处理后保存到第二fifo存储器；

(3)当预处理模块发现有可供处理模块处理的数据后向处理模块发送预处理完成指令；

(4)处理模块收到指令即从第二fifo存储器中提取数据进行计算、显示、上传和保存等工作的处理。

优选地，所述采样模块实现对衰荡信号的采集，并缓存采集的数据；所述预处理模块实现对采集数据的分析，并缓存符合要求的数据，所述处理模块实现对符合要求的数据的计算、显示、上传和保存等处理。

优选地，每一次量测的时间等于单次运行时间最长的模块的时间。

优选地，可以根据实际情况调整fifo深度和分解重组任务，使加速最优化。

优选地，分解任务并行运行，任务间速度的匹配通过fifo来调节。

本发明通过将任务分解，工作并行，将整个量测分解为多个独立运行的模块，使每次量测的时间缩短为量测环节上不可分割项的最长时间，从而获得加快量测速度、提高量测响应速度的技术效果。

附图说明

图1所示为本发明的crds气体浓度检测仪加速量测的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面结合附图对实施例作简单地介绍，附图用于阐述基本原理，从而仅仅阐述对于理解基本原理所需的方面。附图未按比例绘出。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明应用于气体浓度检测领域，气体浓度检测仪的量测通常包括以下步骤：衰荡信号采样、数据分析、结果计算、显示、上传和保存。根据这些量测的步骤，具体的将任务重新分解为采样、预处理和处理。其中，采样任务为对衰荡信号的采集，预处理任务为对衰荡信号的分析，处理任务对符合要求的数据的计算、显示、上传和保存等处理步骤。重新分解后的三个任务相对应为采样模块、预处理模块、处理模块三个模块，为了保证这三个模块的独立运行，采样模块和预处理模块通过共用fifo存储器fifo1间接连接；预处理模块和处理模块通过预处理完成信号连接，并且共用fifo存储器fifo2，其中fifo为先进先出存储器。

如图1所示，气体浓度检测仪量测时的具体运作方法是：

(1)采样模块持续采样的同时将采样的数据保存至fifo1中；

(2)预处理模块持续从fifo1中提取数据，并将提取的数据做预处理后保存到fifo2，数据的预处理例如为数据分析；

(3)当预处理模块发现有可供处理模块处理的数据后向处理模块发送“预处理完成”指令，

(4)处理模块收到指令即从fifo2中提取数据进行计算、显示、上传和保存等工作的处理。

检测仪将具体的量测步骤划分为三个独立运行模块，各模块之间能够并行运行，最大限度的提高了量测速度。各个模块可以根据实际情况设置合适的量测参数和fifo的深度，只要任务分解的处理时间得当，fifo深度设计合理，就能保证一次运行时间最长的模块不停顿，从而保证每一次量测的时间等于一次运行时间最长模块的时间。

对比实例：

一次采样50ms；

一次预处理50ms；

一次处理500ms；

10次预处理后做一次处理。

改进前：采用各步骤依次处理的串行处理方式，一次量测时间为(50+50)*10+500＝1500ms；

改进后：三模块之间并行处理，一次量测时间为运行时间最长模块的时间，即为500ms。

采用加速量测方法后的crds检测仪的量测时间明显缩短，各处理模块对应设备能够持续工作，相应也避免了设备闲置，同时提高了检测仪的工作效率和量测的响应速度。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种CRDS气体浓度检测仪加速量测的方法，包括：采样模块、预处理模块、处理模块；采样模块对应数据采样任务，预处理模块对应对采样的数据进行分析的预处理任务，处理模块对应对预处理后的数据进行计算、显示、上传和保存的任务；采样模块、预处理模块和处理模块之间并行运行，采样模块和预处理模块间辅以第一FIFO存储器，预处理模块和处理模块间辅以第二FIFO存储器。通过将具体的量测步骤划分为三个独立运行模块，各模块之间能够并行运行，最大限度的提高了CRDS气体浓度检测仪的量测速度。

技术研发人员：江长海;阎文斌;张飞雄
受保护的技术使用者：内蒙古光能科技有限公司
技术研发日：2017.11.24
技术公布日：2019.06.04