工業(yè)氣體激光在線監(jiān)測儀的研制.pdf

1、當(dāng)今社會,環(huán)境污染闖題日趨嚴重,引起了人們越來越多的關(guān)心和重視。我國雖然正處于高速發(fā)展階段,但是作為一個發(fā)展中國家,要想實現(xiàn)社會經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展,必須采取有效措施來應(yīng)對環(huán)境污染問題。隨著我國各項工業(yè)建設(shè)的蓬勃發(fā)展,工業(yè)過程在化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的各種煙氣污染問題也日益突出,大氣環(huán)境保護工作面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,如何實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的有害氣體濃度進行實時準(zhǔn)確地監(jiān)測,是一個亟待解決的問題。
　　 本文主要研究開發(fā)了一套基于氣體紅外光譜吸

2、收原理的工業(yè)氣體激光在線監(jiān)測設(shè)備。并針對CO氣體進行了實驗室試驗和工業(yè)化試驗。試驗表明該設(shè)備在穩(wěn)定性、重復(fù)性、靈敏度、響應(yīng)速度等重要性能指標(biāo)上都有較好的表現(xiàn),能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的要求。同時,在無需對設(shè)備電路結(jié)構(gòu)進行大的改動的情況下,通過對激光器波長的特定設(shè)置和光路改進,即可測量其它多種氣體的濃度,在眾多需要氣體濃度測量的工業(yè)領(lǐng)域具有好的應(yīng)用前景。
　　 本文的主要內(nèi)容可概括如下:
　　 (1)論文的緒論部分首先討論了課

3、題的來源,分析了課題的研究背景。在此基礎(chǔ)上提出了課題研究的意義。此外,還對國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀進行了介紹并提出了研究方法與步驟。
　　 (2)第二章分析了系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及原理,基于氣體分子紅外光譜吸收理論和比爾一朗伯特定律,分析了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光技術(shù)(TDLAS)。并提出采用單線光譜技術(shù)、波長調(diào)制技術(shù)與鎖相放大技術(shù)來提高系統(tǒng)的檢測靈敏度的方法。
　　 (3)第三章在理論分析的基礎(chǔ)上,確定了系統(tǒng)設(shè)計方案,其中中央控制單元

4、由FPGA構(gòu)建Mosll軟核實現(xiàn);光源調(diào)制單元由電流調(diào)制部分和溫度調(diào)制部分組成;微光信號檢測單元由光電探測器、前置放大部分、濾波部分和鎖相放大部分組成;數(shù)據(jù)采集控制模塊由FPGA編程控制采集芯片實現(xiàn);本章還對系統(tǒng)光路設(shè)計進行了簡單介紹。
　　 (4)第四章首先針對CO氣體進行了吸收峰的選擇,進而確定特定波長DFBLD激光器作為光源。接著進行了各項實驗研究,包括:光源光譜測試、樣機性能實驗和工業(yè)現(xiàn)場試驗,并對實驗結(jié)果進行討論和分析