基于虛擬儀器的氣體濃度檢測系統的設計

　　紅外傳感器的信號是通過CB-68LP接線端子和SHC68-68-EP電纜送入數據采集卡。采集卡對采集到的信號進行A/D裝換，然后通過NI DAQmx驅動與操作系統聯系，將采集到的數據用于系統分析處理。

圖3 PCI-6221數據采集系統框圖

4 軟件設計

　　檢測系統啟動之后首先初始化各個模塊，包括采集卡的配置以及各個采集通道的配置；然后判斷是否需要標定，如果需要標定將彈出一個標定窗口程序進行標定；如果不需要標定則直接進入數據采集；一次數據采集完后進入數據處理模塊；處理完后將結果顯示出來，這樣就完成了一次的數據采集和處理。本系統是連續的采集，所以判斷是否要結束采集，否的話繼續新一輪的數據采集和處理；采集結束的話程序停止。每次采集處理的數據都會存在數據庫里，可以方便的進行以往數據的查詢。如圖4所示是系統的操作界面。

圖4 系統操作界面

4.1 標定模塊

　　該系統標定是否準確關系到整個系統最后得到的結果的準確性。

　　如圖5所示標定程序啟動之后首先要選擇標定氣體以及標定點數進行參數設置。由朗伯-比爾定律可知，氣體的吸收率和氣體濃度呈線性關系，通過往氣體池內通入標準的不同濃度的待測氣體，對紅外光的吸收不同，紅外傳感器的信號也就不同。利用配比不同濃度的標準樣氣來對吸收曲線進行定標，通過增加標定的點數來提高吸收曲線的精度。開始標定，首先輸入所用標氣的標準濃度值，然后通過采集卡采集電壓數據，數據穩定后將這兩組數據輸入保存起來，再進行下一個標定點，直到輸入完所有標定點的數據。這時形成的都是一組一組的數據對，然后擬合出氣體的線性吸收曲線。在實際的檢測中將利用擬合出的吸收曲線對數據進行處理。

圖5 標定模塊前面板圖