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《天津大学》 2013年
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基于太赫兹时域光谱技术的氨气浓度检测与分析研究

何全华  
【摘要】:太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)以其光谱范围宽、信噪比极高、可以反映物质内部分子结构和对部分物质的穿透性而成为当前检测技术的研究热点。因此,利用THz-TDS检测技术测量气体,可以得到气体的更多信息,并且检测灵敏度高。 本文利用THz-TDS技术,研究在常温常压下氨气的定量检测。分析朗伯-比尔定律中各个参量与浓度解调误差之间的理论关系,选择2mm厚聚四氟乙烯板作为气室两端的透光窗口。理论分析并实验验证了光谱分辨率对最终检测结果的影响;根据FP效应和实验结果分析了实验中太赫兹相称回波的影响。 实验测定了不同浓度下氨气的吸收光谱并提取特征吸收峰,经过洛伦兹拟合提取吸收峰幅值信息。论文采用了三种方法:1、在不考虑水的影响下,得到了一组氨气浓度与特征吸收峰光强之间的线性拟合结果;2、考虑实验过程中水的浓度差异的影响,消除了部分水的吸收对氨气特征吸收峰强度的影响;3、依据水在不同的频谱处特征吸收峰之间的强度比例关系,在氨气特征吸收峰处减去水的吸收。通过对比三种方法,最后一种方法得到结果最好,拟合线性度最高。实验结果表明,利用THz-TDS技术检测氨气,可以达到113ppm的灵敏度和2.64%的相对测量误差。为太赫兹时域光谱技术在气体检测领域中的进一步应用提供了参考。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O433.1

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