高铁对安全功能要求越来越高，针对要挟高铁运转的安全危险，充分利用各种检测、监测与监控技能，加强列车运转过程中内部、外部环境等的安全检测、监测与监控，把握设备运转状况，采纳针对性的防控和处置办法，是保证高铁运转安全的重要技能支撑。文章介绍一种电调制非分光红外传感器构成的新式气体测验仪中要害问题的剖析与规划，提高高铁运转运转过程中SO2、CO、CO2等有关烟雾气体的检测功能。
NDIR(电调制非分光红外)气体传感器选用电调制的红外光源，一起选用高精度干涉滤光片以及镀金气室，避免了强轰动的机械设备，在气体精细测控仪器上得到了敏捷的开展。
电调制的红外光源简单遭到调制频率的影响，其调制频率与调制深度的联系曲线如图1所示。为了完结100%调制深度且安稳的状况，设置调制频率为10Hz。红外光源由恒功率电源供电，保证光源的发光功率根本不变，可是红外光源、传感器气室以及探测器都会不同程度遭到温度改变的影响，一起，信号处理电路中元件也存在必定的温漂，因而测验体系环境恒温至关重要。此外红外光经过窗口资料入射到丈量气室，被测气体经过丈量气室，吸收特定波长的红外光，透过丈量气室的红外光由探测器接纳，得到一个与气体浓度相对应的弱小直流信号，此直流信号极易受外界的搅扰，安稳牢靠、选频特性优秀、抗搅扰才能强的弱小信号处理电路相同要害。
1 测验体系中高精度恒温的完结
1)温度收集与A/D转化模块的电路原理图如图2。由电流型温度传感器AD590进行温度收集，经过电阻R1将电流转化为电压，再由AD转化芯片ADS1110完结温度的A/D转化。
2)加热操控电路如图3所示。本电路是典型的以弱控强的电路。操控信号CTRL是由单片机操控输出的PID信号，其间的三极管Q1在此信号的作用下，低电平时导通、高电平时截止，然后操控继电器S1的通断，继而CON2端所接的加热片，完结加热的PID操控。
3)增量式PID算法规划完结
在本规划中温度收集每100毫秒收集一次，在快速升温阶段选用含糊算法进行控温，而在恒温时选用增量式PID算法。为避免加热过程中呈现过冲现象，温度挨近恒温点时，选用阶梯式恒温操控办法，如图4所示，然后完结精细控温。
2 弱小信号处理电路
探测器输出的信号十分弱小，极易遭到外界的搅扰，因而规划选频特性优秀、强抗搅扰才能的弱小信号处理电路，关于整个测验体系的功能表现具有决定性的含义。
1)积分与滤波电路以及精细整流电路，如图5所示。
2)线性平均值电路与两级二阶压控电压源滤波电路，如图6所示。
两级电路的特征频率共同，因而具有杰出的选频特性。
其总的质量要素为0.707，因而电路具有最佳的平整特性，抗搅扰才能强。
3 试验与作用
经过以上要害问题的规划与研讨，对整个体系进行了调试和检测，体系温度安稳性好，温漂小，其控温作用如图7所示。
弱小信号处理电路选频特性杰出，抗搅扰才能强，漂移十分小，信号安稳度高，能完结精细扩大，气体丈量精度高。丈量作用如图8所示。
4 结束语
文中剖析了NDIR气体测控体系中的要害问题，并针对要害问题打开研讨，提出了高精度恒温的完结电路规划，与新的弱小信号处理电路规划，该规划温度安稳性好，温漂小，电路选频特性杰出，抗搅扰才能强，漂移十分小，信号安稳度高，能完结精细扩大，气体丈量精度高。已获得杰出的现场使用作用，也相同可使用于其他的使用环境。
