化学发光法大气氮氧化物浓度自动分析仪中光信号探测模块温控系统设计  

Temperature Control System for Optical Signal Detection Module in Nitrogen Oxides Analyzer

作　　者：韩国强[1] 王鹏[1] 何振江[1] 韩鹏[1] 

机构地区：[1]华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006

出　　处：《光学与光电技术》2014年第1期80-84,共5页Optics & Optoelectronic Technology

基　　金：国家自然科学基金(61371176);广东省自然科学基金(S201301001699)资助项目

摘　　要：化学发光法是测量低浓度的大气氮氧化物含量的有效方法,可用于24h连续自动分析的大气环境监测系统。然而该方法需要高温转换室、高压臭氧发生模块、高温反应室等模块,使得仪器内的环境分布极为复杂,仪器在长时间运行后容易出现灵敏度下降、信噪比降低等现象。针对上述现象,设计了用于仪器的光信号探测模块的温度控制系统。该温控系统基于PID控制原理,通过AVR单片机ATMEGA16对半导体制冷片(Thermo-Electric Cooling,TEC)的闭环控制来实现温度的精密控制。实验结果表明,该系统可以使光信号探测模块的温度控制在5℃±0.1℃,光电倍增管的暗噪声从25℃时的363个/s下降到5℃时的8个/s光子数,噪声波动标准差也从22降到3,能够很好地满足系统对信号探测稳定性的要求。A temperature control system used for optical signal detection module is designed in this paper. Based on PID con- trol principle, this system can control the temperature of the module precisely by using MCU of ATMEGA16 and a thermo- electric cooling（TEC） in a closed loop. Experimental results show that this system can stabilize the temperature of the opti- cal signal detection module down to 5℃±0.1℃, PMT noise down to 8 photons at 5 ℃ from 363 photons at 25℃. The standard deviation of the noise is down to 3 from 22. These results show that the system can meet well the requirements of signal detection stability.

关 键 词：大气氮氧化物自动监测 温度控制 PID控制 光电倍增管 

分 类 号：TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]