JP3954696B2 - Method and apparatus for removing spike noise from gas analyzer - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス分析計のスパイクノイズ除去方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、例えば化学発光法のガス分析計の検出器として用いられるフォトダイオードＰから入力される信号は、図３のような回路によって処理されて、ガス分析に用いられる。図３において、２は前記フォトダイオードＰに接続された初段増幅器、１０は初段増幅器２で増幅された信号を整流する整流用増幅器、１１は整流された信号を積分する積分用バッファ、１２は積分された信号をサンプルし保持するバッファであり、これらの整流用増幅器１０，バッファ１２，１３などによって同期整流回路４ｂを形成している。
【０００３】
図４は図３の回路中の各部の波形を例示している。すなわち、フォトダイオードＰを検出器に用いた場合、電磁波やα波などの外乱の影響で、入力信号Ｓ_p にスパイクノイズＮ_p が含有されている。このスパイクノイズＮ_p はインパルス性のノイズであるが、初段増幅器２（電流電圧変換）によって増幅されるとき、出力された信号Ｓ₂ に含まれたスパイクノイズＮ₂ は、初段増幅器２に設けられた帰還抵抗ＲｆおよびコンデンサＣｆによって時定数（τ＝Ｒｆ×Ｃｆ）による降下時間Ｔ₁ （約２．３τ程度）を持つため幅が少し広くなる。
【０００４】
また、前記信号Ｓ₂ は例えば１Ｈｚの周波数で正負が切り換わる交流信号であるから、これを積分する前にまず整流する必要がある。Ｓｙは信号Ｓ₂ に同期して１秒ごとに切り換わる同期信号であり、Ｓ_W1 はこの同期信号Ｓｙによってスイッチングされるスイッチである。図のように組み合わされた３つの抵抗ｒ，スイッチＳ_W1，増幅器１０は同期信号Ｓｙよって増幅率の正負が切り換わる同期整流回路であり、この同期整流回路によって前記信号Ｓ₂ は直流信号Ｓ₁₀ となる。
【０００５】
そして、整流された信号Ｓ₁₀ は抵抗ＲとコンデンサＣおよびバッファ１１からなる積分回路（平滑回路）によって積分されて信号Ｓ₁₁ となる。さらに、前記信号Ｓ₁₁ はサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈによって動作するスイッチＳ_W2，コンデンサＣ1 およびバッファ１２によって断続的に伝達されて信号Ｓ₁₂ となる。
【０００６】
図４に示した例の場合、フォトダイオードＰからの信号Ｓ_p は徐々に大きくなっているので、本来なら仮想線で示すような階段状の信号Ｓ_{12 ’}が出力されるはずであるが、実際には積分回路で前記スパイクノイズＮ₁₀を共に積分しているので、時定数（τ＝Ｒ×Ｃ）の２．３倍程の時間Ｔ₂ の信号Ｓ₁₁,Ｓ₁₂ がノイズＮ₂ の影響を受けて、少し高くなってしまう。
【０００７】
そこで、図外の検知回路でスパイクノイズＮ_p を検知して、スパイクノイズＮ_p の検出時から時間Ｔ₂ の間パルスを発生するホールド信号Ｈを生成する。このホールド信号Ｈがアクティブになった時点で、前記積分回路にすでにスパイクノイズＮ₁₀ が入力されているので、この時点より前の状態の信号Ｓ₁₁ を出力している前記信号Ｓ₁₂ をホールド信号Ｈによって動作するスイッチＳ_W3 およびコンデンサＣ₂ によってホールドした信号Ｓ_C2をガス分析に用いるようにしていた。すなわち、スパイクノイズＮ_p を検出した際は同期整流後の信号Ｓ₁₂ をスパイクノイズＮ_p の影響がなくなるまで一定時間Ｔ₂ の間無視するようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の方法では同期整流された信号Ｓ₁₀ の積分を計算する平滑回路の時定数以上の一定時間（例えば、時定数×２．３倍の時間）の信号Ｓ₁₂ を無視する必要があるため、信号の無効時間Ｔ₂ が長くなる欠点があった。特に、上述した例のように検出器から入力される信号の大きさが変化しているときに、長い時間Ｔ₂ の間信号を入力できないと、ガス分析計が正確なガス分析を行うことができないこともあった。
【０００９】
本発明はこのような実情を考慮に入れてなされたものであって、検出器としてフォトダイオードを用いたガス分析計のように電磁波やα波などによるスパイクノイズを含む信号を検出するガス分析計に関して、必要最小限の時間だけを無効にしてスパイクノイズの影響を除去できるガス分析計のスパイクノイズ除去方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
すなわち、本発明のガス分析計のスパイクノイズ除去方法は、ガス分析計の検出器用フォトダイオードに接続された初段増幅器から該初段増幅器における時定数により決まる一定の降下時間の幅を有するスパイクノイズを含んで出力される信号を二つの信号ラインに分け、そのうち一方の信号ラインにおいては前記出力信号を少なくともスパイクノイズの検出に必要な時間だけ遅延させる一方、他方の信号ラインにおいては遅延前の前記出力信号からスパイクノイズを検出し、このスパイクノイズの検出時から該スパイクノイズの波高値の大きさに比例する時間長さでパルス信号を発生させ、このパルス信号が発生されている間だけ前記一方の信号ラインで遅延された信号の伝達を阻止することによりスパイクノイズが含まれる部分の信号を切り取り、そのスパイクノイズが含まれる部分が切り取られた信号を同期整流し、かつ、平滑して直流信号としガス分析に用いることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明のガス分析計のスパイクノイズ除去装置は、ガス分析計の検出器用フォトダイオードに接続された初段増幅器から該初段増幅器における時定数により決まる一定の降下時間の幅を有するスパイクノイズを含んで出力される信号が入力する二つの信号ラインを有し、一方の信号ラインには前記出力信号を少なくともスパイクノイズの検出に必要な時間だけ遅延する信号遅延部が設けられている一方、他方の信号ラインには遅延前の前記出力信号からスパイクノイズを検出するスパイクノイズ検出部と、前記スパイクノイズ検出部がスパイクノイズを検出した時に該スパイクノイズの波高値の大きさに比例する時間長さでパルス信号を発生する発生時間可変型のパルス発生部と、前記パルス信号が発生している状態では前記一方の信号ラインで遅延された信号の伝達を阻止してスパイクノイズが含まれる部分の信号を切り取るスイッチ回路及びそのスパイクノイズが含まれる部分が切り取られた後の信号を同期整流し、かつ、平滑して直流信号とする平滑回路を含む同期整流回路から構成されるスパイクノイズ除去部とが設けられていることを特徴としている。
【００１２】
したがって、本発明によれば、遅延前の信号を用いてスパイクノイズを検出し、その波高値の大きさに比例する時間長さで発生されるパルス信号を用いて遅延後の信号の伝達を阻止してスパイクノイズが含まれる信号を切り取るといったように、スパイクノイズの波高値の大きさに比例する極く短い必要最小限の時間の信号を無効するだけで、平滑回路の時定数などには関係なく、スパイクノイズの影響を可及的に除去できる。これによって、スパイクノイズが含まれることが多い検出器用フォトダイオードの出力信号を用いたガス分析計において、フォトダイオードからの入力信号が外乱の影響で頻繁に変化する場合であっても、ガス分析に与える影響を飛躍的に抑え、正確かつ信頼性の高いガス分析を行うことができる。
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例を示している。この図において、１はスパイクノイズ除去装置を表わしており、フォトダイオードＰから初段増幅器２を介して入力された信号からスパイクノイズを除去する装置である。このスパイクノイズ除去装置１は、遅延素子からなる信号遅延部３と、スイッチ回路４ａと同期整流回路４ｂを設けて構成されたスパイクノイズ除去部４と、スパイクノイズ検出部５と、例えば可変型の単安定マルチバイブレータであるパルス発生部６とからなっている。
【００１５】
図２は図１内の各部の信号からスパイクノイズのみを抽出した説明用の模擬的な信号波形を示す波形図である。以下、図１の各部の動作について、図２の信号波形を参照しながら説明する。
【００１６】
図２に示すように、フォトダイオードＰから入力される時点での信号Ｓ_p には電磁波やα波等の外乱の影響でスパイクノイズＮ _p1 ，Ｎ _p2 が含まれている。これらスパイクノイズＮ _{p １} ，Ｎ _p2 インパルスノイズであるが、初段増幅器２によって増幅されるとき、初段増幅器２に設けられた帰還抵抗ＲｆおよびコンデンサＣｆによって定まった時定数（τ＝Ｒｆ×Ｃｆ）によって決まる一定の降下時間Ｔ ₂₁ ，Ｔ ₂₂ （例えば時定数の２．３倍）をかけて小さくなる。したがって、初段増幅器２から出力される信号Ｓ₂ には、降下時間Ｔ ₂₁ ，Ｔ ₂₂ の幅を有するノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ が含まれる。
【００１７】
本発明は前記信号Ｓ₂ を二つの信号ライン７，８に分けて処理している。すなち、第１の信号ライン７においては、遅延素子３によって信号Ｓ₂ をスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の検出に必要な時間Ｔ_D だけ遅延している。また、第２の信号ライン８においては、前記信号Ｓ₂ をスパイクノイズ検出部５に入力することにより、遅延前の信号Ｓ₂ からスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ を検出する。
【００１８】
スパイクノイズ検出部５はスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ を検出すると、これに接続された波高値測定部９に出力し、これを受けた波高値測定部９は、これに入力されるスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の波高値ｘ ₁ ，ｘ ₂ を測定し、これに時定数（τ＝Ｒｆ×Ｃｆ）から予め算出した定数ａを乗算することにより、該波高値測定部９に接続されたパルス発生部６が生成するパルス信号の時間Ｔ _b1 ，Ｔ _b2 を算出する。そして、パルス発生部６はこの時間Ｔ _b1 ，Ｔ _b2 の間パルス信号Ｐ ₆₁ ，Ｐ ₆₂ を生成し、このパルス信号Ｐ ₆₁ ，Ｐ ₆₂ に基づいて遅延した信号Ｓ ₃ を無効とすることにより、スパイクノイズＮ ₃₁ ，Ｎ ₃₂ の部分のみを除去することができる。
【００１９】
一方、遅延部３から出力された信号Ｓ₃ は、遅延部３によって時間Ｔ_D だけ遅らせており、この遅延時間Ｔ_D は少なくとも前記スパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の検出に必要な時間Ｔ_{D '} 以上である。したがって、遅延後の信号Ｓ₃ を前記パルス信号Ｐ ₆₁ ，Ｐ ₆₂ によってＢ接点動作するスイッチ回路４ａによってスイッチすることにより、スパイクノイズＮ₃₁ ，Ｎ₃₂ が含まれる部分の信号Ｓ₃ だけを切り取り、この部分だけを無効信号とすることができる。
【００２０】
ここで、前記スパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の幅Ｔ ₂₁ ，Ｔ ₂₂ は、このスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の波高値ｘ ₁ ，ｘ ₂ に比例して広くなるので、本例のようにスパイクノイズの波高値ｘ ₁ ，ｘ ₂ に比例する長さを有するパルス信号Ｐ ₆₁ , Ｐ ₆₂ を用いてスパイクノイズＮ ₃₁ ，Ｎ ₃₂ を除去することにより、必要最小限の時間だけ信号Ｓ ₃ を無効とすることができる。したがって、スパイクノイズＮ ₃₁ ，Ｎ ₃₂ が含まれる部分だけを予め切り取った信号Ｓ₃ を従来から用いられる同期整流回路４ｂ（図３も参照）を用いて同期整流し、平滑することにより、ガス分析に用いられる測定信号Ｓ₄ にはスパイクノイズＮ _{ｐ 1} ，Ｎ _p2 の影響が現れることは全くなく、ガス分析に対する信頼性を向上でき、高精度の測定を行うことができる。
【００２１】
なお、上述したスパイクノイズＮ ₂₁ ，Ｎ ₂₂ の検出に必要な時間Ｔ_{D '} は極めて短く、一般的に数百ナノ秒程度である。また、初段増幅器２に設けられた帰還抵抗ＲｆおよびコンデンサＣｆによって定まった時定数（τ＝Ｒｆ×Ｃｆ）は、図３に示したような同期整流回路４ｂ内に設けた平滑回路の時定数（τ＝ＲＣ）よりもはるかに小さく、無視できる程度の時間である。したがって、本発明を実施することにより、無効とする信号の部分を最小限にすることができるので、信号に対する信頼性を向上でき、この信号を用いたガス分析の精度を向上させることができる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
なお、上述の各例では、スパイクノイズを除去するために同期整流回路４ｂの前段にスイッチ回路４ａを設けているが、本発明はこれに限られるものではなく、同期整流回路４の途中に任意のスイッチ回路を設けて、スパイクノイズの部分だけを無効とするようにしてもよい。すなわち、積分回路（平滑処理を施す回路）の前段であればどの位置においてスパイクノイズを除去してもよい。
【００２８】
また、上述の各例では、検出器用フォトダイオードの出力信号にスパイクノイズが含まれるガス分析計の例として化学発光法ガス分析計を例示しているが、本発明は化学発光法のガス分析計の検出器に限られるものではなく、Ｘ線を用いたガス分析計など他の機器にも用いることができる技術であることは言うまでもない。
【００２９】
さらに、上述の例では、パルス発生部６が単安定マルチバイブレータ（ワンショットマルチバイブレータ）であり、より簡潔な構成でなされている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、たとえば、タイマー回路を用いたパルス発生回路を用いるなど、様々な方法が考えられる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス分析計のスパイクノイズ除去方法およびその装置によれば、遅延前の信号を用いてスパイクノイズを検出し、遅延後の信号をスパイクノイズの影響が現れる所定時間のみ無効とするので、検出器用フォトダイオードから入力されたスパイクノイズの影響を極めて短い無効時間だけ除去することができる。すなわち、前記検出器からの信号を積分回路に入力する前にスパイクノイズを除去しているので、この積分回路の時定数に全く関係なく、はるかに短い必要最小限の時間でスパイクノイズの影響を除去できる。そうすることにより、スパイクノイズが含まれる検出器の出力信号を用いたガス分析計において、検出器からの入力信号が頻繁に変化するような場合であっても、ガス分析に悪影響を与えることがない。
【００３１】
特に、前記パルス発生部がスパイクノイズの波高値の大きさに比例してパルスを発生する所定時間を長くする可変型であるから、入力されたスパイクノイズの影響を受ける時間を計算して可及的に必要最小限の時間だけ信号の無効時間としているので、無効時間を極力抑えることにより、スパイクノイズが含まれる検出器用フォトダイオードの出力信号に対する信頼性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガス分析計のスパイクノイズ除去装置の一例を示すブロック図である。
【図２】 図１の各部を流れる信号からスパイクノイズだけを取出した説明用の波形図である。
【図３】 従来から用いられるガス分析計のスパイクノイズ除去装置の例を示すブロック図である。
【図４】 図３のスパイクノイズ除去装置の各部における信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１…スパイクノイズ除去装置、２…初段増幅器、３…信号遅延部、４…スパイクノイズ除去部、４ａ…スイッチ回路、４ｂ…同期整流回路、５…スパイクノイズ検出部、６…パルス発生部、９…波高値測定部、Ｎ₂₁ ，Ｎ₂₂ …スパイクノイズ、Ｐ₆₁，Ｐ₆₂…パルス信号、Ｓ₂ …初段増幅器が出力する信号、Ｓ₃ …遅延した信号、Ｐ…検出器用フォトダイオード、Ｔ_a ，Ｔ_b1，Ｔ_b2 …所定時間、Ｔ_D …スパイクノイズの検出に必要な時間、ｘ₁,ｘ₂ …波高値。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spike noise elimination method and apparatus for a gas analyzer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a signal input from a photodiode P used as a detector of a chemiluminescence gas analyzer is processed by a circuit as shown in FIG. 3 and used for gas analysis. In FIG. 3 , 2 is a first-stage amplifier connected to the photodiode P, 10 is a rectifying amplifier that rectifies the signal amplified by the first-stage amplifier 2 , 11 is an integration buffer that integrates the rectified signal, and 12 is integration. This is a buffer for sampling and holding the signal, and the synchronous rectifier circuit 4b is formed by the rectifier amplifier 10, the buffers 12, 13 and the like.
[0003]
Figure 4 illustrates the waveforms of various portions in the circuit of Figure 3. That is, when a photodiode P to the detector, the influence of disturbance such as electromagnetic waves or α wave, spike noise N _p is contained in the input signal S _p. This spike noise N _p is the noise impulse, when it is amplified by the first-stage amplifier 2 (current-voltage conversion), spike noise N ₂ included in the signal S ₂ output is provided to the first stage amplifier 2 Since the feedback resistor Rf and the capacitor Cf have a fall time T ₁ (about 2.3τ) with a time constant (τ = Rf × Cf), the width is slightly increased.
[0004]
Further, since the signal S ₂ is an AC signal that switches between positive and negative at a frequency of 1 Hz, for example, it is necessary to first rectify the signal before integrating it. Sy is a synchronization signal which switches in synchronism with the signal S ₂ per second, S _W1 is a switch to be switched by the synchronizing signal Sy. The three resistors r, the switch S _W1 and the amplifier 10 combined as shown in the figure are synchronous rectifier circuits whose gains are switched between positive and negative by the synchronous signal Sy. The synchronous rectifier circuit causes the signal S ₂ to be a DC signal S _10. It becomes.
[0005]
The rectified signal S ₁₀ is integrated by an integrating circuit (smoothing circuit) including the resistor R, the capacitor C, and the buffer 11 to become a signal S ₁₁ . Further, the signal S ₁₁ is intermittently transmitted to the signal S ₁₂ by the switch S _W2 operated by the sample / hold signal S / H, the capacitor C 1 and the buffer 12.
[0006]
In the example shown in FIG. 4, since the signal S _p from the photodiode P is gradually increased, but it should be stepped signal S _{12 ',} as shown in phantom it would otherwise be output, because actually are both integrating the spike noise N ₁₀ in the integrating circuit, the time constant (τ = R × C) of 2.3 times as the time T ₂ of the signal S _11, S ₁₂ of the noise N ₂ It will be a little expensive.
[0007]
Therefore, a spike noise N _p is detected by a detection circuit (not shown), and a hold signal H that generates a pulse for a time T ₂ from the time of detection of the spike noise N _p is generated. When the hold signal H becomes active, spike noise N ₁₀ has already been input to the integration circuit. Therefore, the signal S ₁₂ that is outputting the signal S _{11 in} a state prior to this time is used as the hold signal. The switch S _W3 operated by H and the signal S _{C2 held} by the capacitor C ₂ were used for gas analysis. That is, when the spike noise N _p is detected, the signal S ₁₂ after the synchronous rectification is ignored for a certain time T ₂ until the influence of the spike noise N _p is eliminated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, it is necessary to ignore the signal S ₁₂ having a certain time (for example, time constant × 2.3 times) longer than the time constant of the smoothing circuit for calculating the integral of the synchronously rectified signal S _10. Therefore, there is a drawback that the signal invalid time T ₂ becomes long. In particular, when the magnitude of the signal input from the detector, as in the example described above is changing, if unable to enter between the long time T ₂ signal, that gas analyzers to perform accurate gas analysis There was something I couldn't do.
[0009]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a gas analyzer that detects a signal including spike noise due to electromagnetic waves, α waves, or the like, such as a gas analyzer using a photodiode as a detector. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for removing spike noise in a gas analyzer that can eliminate the influence of spike noise by disabling only the minimum necessary time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows.
In other words, the spike noise removal method of the gas analyzer of the present invention, a spike noise having a width of a predetermined drop time determined by time constant of該初stage amplifier from the first-stage amplifier connected to the detector photodiodes in the gas analyzer The signal to be output is divided into two signal lines, one of the signal lines delays the output signal by at least the time necessary for detecting spike noise, while the other signal line outputs the output before the delay. Spike noise is detected from the signal, and a pulse signal is generated for a time length proportional to the magnitude of the peak value of the spike noise from the time of detection of the spike noise. By blocking the transmission of the signal delayed on the signal line, the signal in the part containing spike noise Ri taken, the spike noise is synchronous rectification of the signal is cut portion contained, and is characterized by being used as to the gas analysis smoothes DC signal.
[0011]
The spike noise elimination device for a gas analyzer according to the present invention includes spike noise having a certain fall time range determined by a time constant in the first stage amplifier from the first stage amplifier connected to the detector photodiode of the gas analyzer. in having two signal lines signal output is inputted, on one of the signal lines while the signal delay unit for delaying the time required for the detection of at least the spike noise the output signal is provided, the other The signal line includes a spike noise detection unit that detects spike noise from the output signal before delay, and a time length proportional to the peak value of the spike noise when the spike noise detection unit detects spike noise. a generation time generates a pulse signal variable of the pulse generator, signal of the one in a state in which the pulse signal is generated A switch circuit that cuts off the signal containing spike noise by blocking transmission of the signal delayed on the line, and synchronously rectifies the signal after the portion containing the spike noise is cut off, and smoothes the direct current. And a spike noise removing unit including a synchronous rectifier circuit including a smoothing circuit as a signal.
[0012]
Therefore, according to the present invention, spike noise is detected using a signal before delay, and transmission of the signal after delay is prevented using a pulse signal generated with a time length proportional to the magnitude of the peak value. It is related to the time constant of the smoothing circuit just by invalidating the signal of the extremely short minimum necessary time proportional to the magnitude of the spike noise peak value, such as cutting out the signal containing spike noise. Therefore, the influence of spike noise can be removed as much as possible . Thus, in the gas analyzer using the output signal of the detector photodiodes it is often contains spike noise, even when the input signal from the photo diode changes frequently due to the influence of the disturbance, gas analysis The gas analysis can be greatly suppressed, and accurate and reliable gas analysis can be performed.
[0013]
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a spike noise removing device, which is a device for removing spike noise from a signal inputted from a photodiode P via the first stage amplifier 2. The spike noise removing apparatus 1 includes a signal delay unit 3 including a delay element, a spike noise removing unit 4 configured by providing a switch circuit 4a and a synchronous rectifier circuit 4b, a spike noise detecting unit 5, and a variable type , for example . The pulse generator 6 is a monostable multivibrator.
[0015]
FIG. 2 is a waveform diagram showing a simulated signal waveform for explanation in which only spike noise is extracted from the signal of each part in FIG. 1 will be described with reference to the signal waveforms in FIG.
[0016]
As shown in FIG. 2, the spike noise N _p1 is the signal S _p at the time input from the photodiode P by the influence of disturbance such as electromagnetic waves or α-wave , N _p2 It is included. These spike noises N _{p 1} , N _p2 Although it is impulse noise, when it is amplified by the first stage amplifier 2, a constant fall time T ₂₁ determined by a time constant (τ = Rf × Cf) determined by a feedback resistor Rf and a capacitor Cf provided in the first stage amplifier 2 , T ₂₂ (For example, 2.3 times the time constant), it becomes smaller. Therefore, the signal S ₂ output from the first stage amplifier 2 has a fall time T _21. , T ₂₂ Noise N ₂₁ , N ₂₂ having a width of Is included.
[0017]
In the present invention, the signal S ₂ is divided into two signal lines 7 and 8 for processing. In other words, in the first signal line 7, the signal S ₂ is converted into spike noise N ₂₁ by the delay element 3. , N ₂₂ is delayed by a time T _D required for detection. In the second signal line 8, the signal S ₂ is input to the spike noise detector 5, so that the spike noise N _{21 is} derived from the signal S ₂ before the delay. , N ₂₂ Is detected.
[0018]
Spike noise detector 5 is spike noise N ₂₁ , N ₂₂ Is detected and output to the peak value measuring unit 9 connected thereto, and the peak value measuring unit 9 receiving this signal detects spike noises N ₂₁ and N ₂₂ input thereto. Wave height x ₁ , X ₂ Is multiplied by a constant a calculated in advance from a time constant (τ = Rf × Cf), thereby generating a time T _{b1 of} a pulse signal generated by the pulse generator 6 connected to the peak value measuring unit 9. , T _b2 Is calculated. Then, the pulse generator 6 makes this time T _b1 , T _b2 Pulse signal _P61 , _{P62 during} And generate the pulse signals P ₆₁ and P ₆₂ Delayed signal S ₃ based on By invalidating the spike noise N ₃₁ , N ₃₂ Only the part of can be removed.
[0019]
On the other hand, the signal S ₃ output from the delay unit 3 is delayed by the time T _D by the delay unit 3, and this delay time T _D is at least the spike noise N _21. , N ₂₂ is longer than the time T _{D '} required. Accordingly, by switching the delayed signal S ₃ by the switch circuit 4a operating at the B contact point by the pulse signals P ₆₁ and P ₆₂ , only the signal S _{3 in the} portion including the spike noises N ₃₁ and N ₃₂ is cut off. Only this part can be an invalid signal.
[0020]
Here, the spike noise N ₂₁ , N ₂₂ Width T ₂₁ , T ₂₂ Is the peak value x _{1 of the} spike noises N ₂₁ and N _22. , X ₂ As shown in this example, the peak value x ₁ of spike noise is increased. , X ₂ Spike noise N ₃₁ , N ₃₂ using pulse signals P ₆₁ , P ₆₂ having a length proportional to By removing the signal S _{3 for the} minimum necessary time. Can be invalidated. Therefore, spike noise N ₃₁ By synchronous rectification using a synchronous rectifier circuit 4b used a signal S ₃ which only pre-cut portion that contains N ₃₂ conventionally (see also FIG. 3), for smoothing the measured signal need use in gas analysis S ₄ has spike noise N _{p 1} , N _p2 Therefore, the reliability of gas analysis can be improved and highly accurate measurement can be performed.
[0021]
The spike noise N ₂₁ mentioned above , N ₂₂ is required to have a very short time T _{D ′, which} is generally several hundred nanoseconds. Moreover, the constant (tau = Rf × Cf) when definite by the feedback resistor Rf and a capacitor Cf provided in the first-stage amplifier 2, the time constant of the smoothing circuit provided in the synchronous rectification circuit 4b shown in FIG. 3 ( It is much smaller than (τ = RC) and is negligible. Therefore, by implementing the present invention, the portion of the invalid signal can be minimized, so that the reliability of the signal can be improved and the accuracy of gas analysis using this signal can be improved.
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
In each of the above-described examples, the switch circuit 4a is provided in front of the synchronous rectifier circuit 4b in order to eliminate spike noise. However, the present invention is not limited to this, and any switch is provided in the middle of the synchronous rectifier circuit 4. This switch circuit may be provided to invalidate only the spike noise portion. That is, spike noise may be removed at any position as long as it is upstream of the integration circuit (circuit that performs smoothing processing).
[0028]
In each example described above that although the chemiluminescence gas analyzer as an example of a gas analyzer that includes spike noise in the output signal of the detector photodiode, the present invention is gas analysis chemiluminescence It is needless to say that the technique is not limited to the detector of the meter, and can be used for other devices such as a gas analyzer using X-rays.
[0029]
Furthermore, in the above-described example, the pulse generator 6 is a monostable multivibrator (one-shot multivibrator), and has a simpler configuration. However, the present invention is not limited to this, and various methods are conceivable, for example, using a pulse generation circuit using a timer circuit.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the spike noise elimination method and apparatus for a gas analyzer of the present invention, spike noise is detected using a signal before delay, and the signal after delay is affected by the spike noise for a predetermined time. only because invalid, it is possible to eliminate the influence of spike noise that is input from the detector photodiode only a very brief lapses. That is, since spike noise is removed before the signal from the detector is input to the integration circuit, the influence of the spike noise can be reduced in a much shorter minimum time regardless of the time constant of the integration circuit. Can be removed. By doing so, in the gas analyzer using the output signal of the detector including spike noise, even if the input signal from the detector changes frequently, the gas analysis may be adversely affected. Absent.
[0031]
In particular, the since the pulse generator is a variable to increase the predetermined time for generating a pulse in proportion to the magnitude of the peak value of the spike noise, Kakyu calculate the time affected by input spike noise since manner are invalid time minimum time only the signal, by suppressing the ineffective time as much as possible, it is possible to increase the reliability of the output signal of the detector photodiode that includes spike noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a spike noise removing device for a gas analyzer of the present invention.
2 is a waveform diagram for explanation in which only spike noise is extracted from a signal flowing through each part of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a spike noise removing device of a gas analyzer used conventionally.
4 is a waveform diagram showing signals at various parts of the spike noise removal apparatus of FIG . 3 ; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spike noise removal apparatus, 2 ... First stage amplifier, 3 ... Signal delay part, 4 ... Spike noise removal part, 4a ... Switch circuit, 4b ... Synchronous rectification circuit, 5 ... Spike noise detection part, 6 ... Pulse generation part, 9 ... peak value measuring unit, N _21, N ₂₂ ... spike noise, P _61, P ₆₂ ... pulse signals, S ₂ ... signal first-stage amplifier is output, S ₃ ... delayed signal, P ... detector photodiode, T _a , T _b1 , T _b2 ... predetermined time, T _D ... time necessary for detecting spike noise, x ₁ , x ₂ ... peak value.

Claims (2)

ガス分析計の検出器用フォトダイオードに接続された初段増幅器から該初段増幅器における時定数により決まる一定の降下時間の幅を有するスパイクノイズを含んで出力される信号を二つの信号ラインに分け、そのうち一方の信号ラインにおいては前記出力信号を少なくともスパイクノイズの検出に必要な時間だけ遅延させる一方、他方の信号ラインにおいては遅延前の前記出力信号からスパイクノイズを検出し、このスパイクノイズの検出時から該スパイクノイズの波高値の大きさに比例する時間長さでパルス信号を発生させ、このパルス信号が発生されている間だけ前記一方の信号ラインで遅延された信号の伝達を阻止することによりスパイクノイズが含まれる部分の信号を切り取り、そのスパイクノイズが含まれる部分が切り取られた信号を同期整流し、かつ、平滑して直流信号としガス分析に用いることを特徴とするガス分析計のスパイクノイズ除去方法。A signal output comprising a spike noise having a width of a predetermined drop time determined by the time constant from a connected first-stage amplifier to the detector photodiodes in the gas analyzer in該初stage amplifier divided into two signal lines, of which In one signal line, the output signal is delayed at least by a time necessary for detecting spike noise, while in the other signal line, spike noise is detected from the output signal before the delay, and from the time of detection of the spike noise. A spike signal is generated by generating a pulse signal with a length of time proportional to the peak value of the spike noise, and the transmission of the delayed signal on the one signal line is prevented only while the pulse signal is being generated. The part of the signal containing noise was cut out, and the part containing the spike noise was cut out Synchronous rectification, and smoothing spike noise removal method for a gas analyzer, which comprises using the by gas analysis and the DC signal to issue. ガス分析計の検出器用フォトダイオードに接続された初段増幅器から該初段増幅器における時定数により決まる一定の降下時間の幅を有するスパイクノイズを含んで出力される信号が入力する二つの信号ラインを有し、一方の信号ラインには前記出力信号を少なくともスパイクノイズの検出に必要な時間だけ遅延する信号遅延部が設けられている一方、他方の信号ラインには遅延前の前記出力信号からスパイクノイズを検出するスパイクノイズ検出部と、前記スパイクノイズ検出部がスパイクノイズを検出した時に該スパイクノイズの波高値の大きさに比例する時間長さでパルス信号を発生する発生時間可変型のパルス発生部と、前記パルス信号が発生している状態では前記一方の信号ラインで遅延された信号の伝達を阻止してスパイクノイズが含まれる部分の信号を切り取るスイッチ回路及びそのスパイクノイズが含まれる部分が切り取られた後の信号を同期整流し、かつ、平滑して直流信号とする平滑回路を含む同期整流回路から構成されるスパイクノイズ除去部とが設けられていることを特徴とするガス分析計のスパイクノイズ除去装置。Yes two signal lines that signal output include spike noise having a width of a predetermined fall time inputs determined by the time constant from a connected first-stage amplifier to the detector photodiodes in the gas analyzer in該初stage amplifier One signal line is provided with a signal delay unit that delays the output signal by at least the time necessary for detecting spike noise, while the other signal line is subjected to spike noise from the output signal before the delay. A spike noise detector for detecting, and a variable generation time type pulse generator for generating a pulse signal with a time length proportional to the magnitude of the peak value of the spike noise when the spike noise detector detects spike noise; In the state where the pulse signal is generated, the transmission of the delayed signal on the one signal line is prevented to prevent spike noise. And a switching circuit that cuts out the signal of the portion that includes the noise, and a synchronous rectification circuit that includes a smoothing circuit that synchronously rectifies the signal after cutting out the portion that includes the spike noise and smoothes the signal into a DC signal A spike noise removing device for a gas analyzer, characterized in that a spike noise removing unit is provided.

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