CO氣體泛頻吸收的仿真設(shè)計(jì).pdf

1、一氧化碳?xì)怏w是一種無(wú)色、無(wú)味、不易被人察覺(jué)，且對(duì)人體健康具有致命危害的大氣污染氣體，主要來(lái)自于碳基燃料的不完全燃燒。對(duì)其進(jìn)行高靈敏度的在線檢測(cè)是備受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是確定CO氣體檢測(cè)的靈敏波長(zhǎng)、可調(diào)諧激發(fā)光源和高靈敏度的檢測(cè)方法。
　　 本文首先采用微擾理論對(duì)CO分子振動(dòng)薛定諤方程進(jìn)行了理論求解，得到了莫爾斯勢(shì)下的振動(dòng)波函數(shù)及對(duì)應(yīng)的能級(jí)能量；由此計(jì)算了CO分子基頻振動(dòng)吸收與第一、第二泛頻振動(dòng)吸收的相對(duì)強(qiáng)度比，并

2、依據(jù)CO分子的熱分布原理，確定了各振動(dòng)吸收帶中的靈敏轉(zhuǎn)動(dòng)支的吸收波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的譜線線型函數(shù)，為CO氣體的泛頻吸收檢測(cè)提供了理論依據(jù)。依據(jù)Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)給出的CO和CO2氣體的泛頻振動(dòng)吸收光譜數(shù)據(jù)，在CO和CO2兼顧測(cè)量情況下，CO氣體吸收檢測(cè)中心波長(zhǎng)確定為第二泛頻振動(dòng)吸收帶的P5支躍遷(1579.74nm)。
　　 利用Matlab中的Simulink動(dòng)態(tài)仿真工具，建立了基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)的仿真模型。該仿

3、真模型包括：波長(zhǎng)可調(diào)諧二極管激光光源模塊、樣品氣體氣室模塊和二次諧波數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，三模塊有機(jī)的結(jié)合就構(gòu)成了本研究的仿真系統(tǒng)。利用該仿真系統(tǒng)，可以系統(tǒng)的模擬可調(diào)諧二極管激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧、待測(cè)樣品氣體吸收、二次諧波數(shù)據(jù)的獲得和整體二次諧波最小二乘法數(shù)據(jù)處理過(guò)程，最后得到二次諧波的反演CO氣體濃度。仿真結(jié)果與預(yù)置值完全相等，從理論上驗(yàn)證了整體二次諧波最小二乘法數(shù)據(jù)處理算法應(yīng)用于痕量氣體檢測(cè)的可行性。
　　 為了進(jìn)一步驗(yàn)證整體二次諧波最