【技术实现步骤摘要】
一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置及方法
本专利技术属于气体检测
，具体涉及基于波长调制技术的玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置及方法。
技术介绍
在制药行业中，为了保证玻璃药瓶内药物的无菌性，在药瓶生产过程中需要对瓶内氧气浓度进行检测，国际上已有公司对密封玻璃药瓶内的氧气浓度进行检测，如美国的LIGHTHOUSE公司，意大利的贝威蒂公司等。然而，生产线线上密封玻璃药瓶(如：西林药瓶)的在线氧气浓度探测任务需要在开放光路环境中完成。其中，由于玻璃瓶内的激光光路极短，且氧气的激光光强吸收率也十分微弱，造成检测信号本身是一个弱信号，再次在开放光路中，光学器件之间的标准具效应造成的光干涉噪声、电路间连接不稳定所带来的电磁噪声、仪器构件的震动引起的随机噪声都会在弱检测信号上叠加多重干扰噪声。如何实现强干扰背景下的弱检测信号噪声抑制鲁棒性是完成高精度高可靠玻璃瓶内气体浓度检测的关键前提。目前，气体浓度检测信号的噪声抑制方法研究中，LIU等提出利用小波变换的方法对检测信号进行抗噪处理及基线校正，这种算法能够提高...
【技术保护点】
1.一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置，其特征在于，所述玻璃瓶内气体浓度检测信号为应用TDLAS/WMS技术对玻璃瓶内气体浓度进行检测得到的谐波信号；所述噪声抑制装置包括依次连接的信号调理部分(15)和信号处理部分(16)；/n所述信号调理部分(15)包括信号放大电路(151)、带通滤波电路及电平搬移电路(153)，分别对谐波信号进行线性放大、带通滤波和电平搬移处理；/n所述信号处理部分(16)包括信号采集模块(161)和信号优化模块(162)；所述信号采集模块(161)采集经信号调理部分调理后输出的谐波信号，并对其进行模数转换；信号优化模块(162)对数字形式的谐...
【技术特征摘要】
1.一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置，其特征在于，所述玻璃瓶内气体浓度检测信号为应用TDLAS/WMS技术对玻璃瓶内气体浓度进行检测得到的谐波信号；所述噪声抑制装置包括依次连接的信号调理部分(15)和信号处理部分(16)；
所述信号调理部分(15)包括信号放大电路(151)、带通滤波电路及电平搬移电路(153)，分别对谐波信号进行线性放大、带通滤波和电平搬移处理；
所述信号处理部分(16)包括信号采集模块(161)和信号优化模块(162)；所述信号采集模块(161)采集经信号调理部分调理后输出的谐波信号，并对其进行模数转换；信号优化模块(162)对数字形式的谐波信号进行降噪运算，再次提高谐波信号的信噪比。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置，其特征在于，所述信号放大电路(151)包括两级放大电路，即前级放大电路和次级放大电路。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制方法，其特征在于，所述带通滤波电路包括低通滤波电路和高通滤波电路；所述前级放大电路、低通滤波电路、次级放大电路和高通滤波电路依次连接。
4.根据权利要求3所述的一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制方法，其特征在于，所述前级放大电路选择有源运算放大电路对检测得到的谐波信号进行5.1倍的功率放大；所述低通滤波电路设置截止频率为327Hz；所述次级放大电路选择有源运算放大电路将经过低通滤波后的信号进行2倍放大。
5.根据权利要求1所述的玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制装置，其特征在于，信号优化模块(162)对数字形式的谐波信号进行降噪运算，即利用EWT方法对其进行数学变换滤波，包括频率成分分割、各个频率成分滤波、对滤波后的信号做优化恢复，由此得到优化后的谐波信号。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制方法，其特征在于，所述频率成分分割方法为：根据快速傅立叶变换算法将谐波信号自适应地分割为M个频带，其中第n个频带的频率范围为[ωn-1,ωn]，n＝1,2,…,M。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃瓶内气体浓度检测信号的噪声抑制方法，其特征在于，所述各个频率成分滤波方法为：
首先，根据经验尺度函数设置频率范围为[0,ω1]内的低通滤波器，根据经验小波函数设置M个频带的带通滤波器，具体地：
设置频率范围为[0,ω1]内的低通滤波器的频域表达式为：
设置第n个频带的带通滤波器的频域表达式为：
其中，β(x)＝x4(35-84x+70x2-20x3)；
然后，采用低通滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗旗舞，阳春华，桂卫华，宋操，刘紫怀，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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