基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计

发布时间：2022-01-19 11:40

　　溶解氧浓度检测在水产养殖和环境监测中具有重要的意义。本文提出了一种基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计,利用快速数字锁相算法与过采样技术,实现了荧光信号和调制信号的快速相位解调,并得到二者相位差,根据Stern-Volmer方程求出溶解氧浓度值。本文分析了调制频率对测量结果的影响,选择合适的调制频率用于测量,并利用最小二乘法对测量结果进行拟合,拟合后的确定系数R-square为0.999 25。实验数据表明,测量结果相对误差（RE）小于±1.5%,相对标准差（RSD）小于4%,稳定时间小于50 s。本文提出的优化设计不仅具有较高的测量精度,还简化了硬件设计,降低了成本。 

【文章来源】：海洋科学. 2020,44(09)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

测试实验

如图1所示,光敏物质原子被激发后,会发射荧光而回到基态,氧分子作为猝灭剂会对其产生干扰,发生荧光猝灭效应,并且含氧量越大,荧光强度和寿命就会越小[27]。因此,可以根据荧光强度或荧光寿命来测定DO的含量。荧光寿命与DO浓度的关系遵循Stern-Volmer方程,测量中的相位关系可由式(2)和式(3)表示:

正交数字锁相的基本原理如图2所示,包括模数转换(Analog-to-digital conversion,ADC)、数字乘法运算、数字低通滤波器和数据处理等四部分。假设原始模拟信号是:

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3596786