22613.基于可調(diào)諧激光光譜的一氧化碳痕量氣體檢測方法研究

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S14233學(xué)位論文基于可調(diào)諧激光光譜的一氧化碳痕量氣體檢測方法研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：張紅麗張佳薇副教授碩士2014年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化與自動化論文答辯日期：2014年6月授予學(xué)位日期：2014年6月答辯委員會主席：論文評閱人：聾j厶杉素大學(xué)摘要摘要近幾年來，隨著“低碳、環(huán)保、節(jié)能”觀念的日益深入人心，人們開始更多地關(guān)注環(huán)境問題，尤其是CO氣體

2、的檢測問題。傳統(tǒng)的痕量氣體檢測方法，如化學(xué)分析法及氣相色譜法無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測，檢測靈敏度低。本文基于比爾朗伯定律，探究將可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopyTDLA8)技術(shù)用于CO痕量氣體的檢測，主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分：研究了TDLAS氣體檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，分析諧波檢測技術(shù)的基本原理，并根據(jù)各次諧波幅值信號的特點(diǎn)，確定選用二次諧波技術(shù)進(jìn)行氣體檢測，通過對調(diào)制系數(shù)

3、分析，確定選用為22。基于國際通用光譜數(shù)據(jù)庫HITRAN2008以及JavaHAWKS軟件，仿真求取CO氣體吸收譜線圖及其他干擾氣體的譜線圖?？紤]到激光器的性能及背景氣體的干擾強(qiáng)弱，對其吸收譜線進(jìn)行分析，最后確定1567“m波長處作為氣體的特征吸收峰。依據(jù)CO吸收譜線的選擇，設(shè)計(jì)基于TDLAS技術(shù)的CO痕量氣體檢測系統(tǒng)，主要從光源及驅(qū)動部分、光路部分和檢測接收部分來考慮。對系統(tǒng)的各部分構(gòu)成，包括光源、激光驅(qū)動器、激光準(zhǔn)直器、光電探測器、

4、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集卡等部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試。基于LabVIEW平臺，采用模塊化的編程思想，開發(fā)可靠、智能化并具有良好人機(jī)界面的CO痕量氣體檢測系統(tǒng)。在搭建基于TDLAS技術(shù)的CO痕量氣體檢測系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。對可調(diào)諧二極管激光器進(jìn)行了溫度和電流的調(diào)諧特性測試，確定其工作特性，溫度為25℃，注入電流60mA?？紤]到系統(tǒng)在測量時(shí)受到溫度和壓力的影響，本文對測試系統(tǒng)在常溫常壓下特性進(jìn)行標(biāo)定，對溫度和壓力對測量濃度值產(chǎn)生的影