基于激光二級(jí)管和光聲法檢測(cè)甲烷氣體研究.pdf

1、甲烷檢測(cè)技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)、礦井安全和天然氣輸送等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。光聲法檢測(cè)在氣體濃度檢測(cè)上具有系統(tǒng)穩(wěn)定、靈敏度高、選擇性好、信噪比高、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。本文在分析現(xiàn)有氣體濃度檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入探討了以激光二極管為光源、應(yīng)用光聲光譜原理檢測(cè)甲烷氣體濃度的技術(shù)。 詳細(xì)介紹了基于激光二極管的光聲甲烷檢測(cè)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。分析選擇了波長(zhǎng)為1654nm的激光二極管和頻率可調(diào)范圍為1K到3000KHz的MC1000h

2、型號(hào)的機(jī)械斬波器。設(shè)計(jì)制作了光聲腔和甲烷配氣系統(tǒng)，采用了鎖相放大技術(shù)提高檢測(cè)微弱信號(hào)的靈敏度。 重點(diǎn)研究了縱向共振光聲腔的設(shè)計(jì)，包括了光聲腔的進(jìn)氣口、出氣口的設(shè)計(jì)、麥克風(fēng)的安裝設(shè)計(jì)、消聲腔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。實(shí)際制作了光聲腔，測(cè)得該光聲腔在一定條件下的共振頻率為1390Hz，品質(zhì)因子為10.69。 實(shí)測(cè)了激光二極管溫度、電流調(diào)制對(duì)光聲信號(hào)的影響，討論了外界壓力和溫度對(duì)甲烷吸收譜線和信號(hào)的影響；研究了不同濃度甲烷氣體對(duì)光聲腔共振頻