收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CO、C_2H_2的近红外吸收光谱及测量仪器的小型化研究

蒋利军  
【摘要】:随着世界工业化的高速发展,人们对于碳氢燃料能源的需求不断增加,所以碳氢燃料不完全燃烧产物一氧化碳(CO)气体的排放逐年增加。CO气体不仅对大气环境产生较大的污染,也对人们的生命安全造成严重威胁。乙炔(C_2H_2)是碳氢燃料作为最基本的化工原料之一,其具有易燃、易爆的特性,若发生泄漏事故将严重威胁人们的生命财产安全。因此,CO和C_2H_2等危险气体的高灵敏度、快速检测具有十分重要的研究意义。与电化学和色谱检测等检测技术相比,基于激光光谱技术的气体检测技术具有高灵敏、高分辨、快速响应和非接触测量等优势,所以被广泛应用于气体的实时在线检测。在直接吸收光谱中,共模噪声会对吸收光谱信号产生干扰,降低光谱探测灵敏度。本文采用自平衡差分技术和波长调制技术抑制噪声,提高信噪比。光谱参数是对光谱测量至关重要的,但是HITRAN数据库中部分谱线是理论计算或者在理想实验条件下测量得到的,所以对于环境复杂的光谱测量需要事先研究谱线参数。本文采用自行研制的激光器驱动、多光程池和数字锁相放大器基于TDLAS波长调制技术实现了气体检测系统的小型化。本文的主要工作有:(1)本文采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)结合自平衡差分探测技术来抑制激光光源随机波动和光学机械元件不稳定因素引起的的共模干扰噪声,并在此基础上搭建了CO气体探测系统。我们利用该系统测量了6377.4cm~(-1)(谱线强度为2.26*10~(-23)cm~(-1)/(molecule?cm~(-2)))处CO气体光谱信号来分析系统的性能。实验表明:气体检测系统的测量误差小于5%,通过Allan方差分析得到系统的最佳探测时间为38s,探测极限为47.8ppm。(2)本文搭建了一套基于TDLAS技术的C_2H_2分子吸收光谱测量系统,利用该系统研究了6597~6613cm~(-1)波段的的6条C_2H_2分子的谱线参数系数。实验结果表明:我们获得加宽系数与HITRAN数据库相比,误差在8%以内。光谱参数的研究为下一步实际应用做了准备工作。(3)本文通过自行设计的激光驱动器、多光程池和数字锁相,在保证测量灵敏度的同时实现了TDLAS测量系统的小型化,小型化后的体积为60×30×23cm~3。激光驱动器采用温控芯片WTC3243和电流驱动芯片WLD3343作为半导体激光器主要驱动芯片,结合STM32F103控制DFB激光器的温度和输入电流。在温度为25℃时,电流的控制精度为万分之二。本文采用波长调制技术和多光程池相结合在1.512μm附近测量了C_2H_2气体光谱信号,并对光谱信号进行分析。实验表明:实验仪器在1.512μm附近的C_2H_2探测极限为28ppb。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 唐建民 ,王莉 ,刘志逵;差分技术在双星快速定位通信系统中的应用[J];中国空间科学技术;1988年03期
2 吴松柏;钱塘江通海航运开发及其导航问题[J];杭州大学学报(自然科学版);1989年04期
3 张丽丽;;事后差分技术在大地鹰无人机航测空三中的应用分析[J];测绘技术装备;2017年02期
4 张琳;刘勇;余玉龙;;信标差分技术在七都水下地形测量中的应用[J];地方水利技术的应用与实践;2005年02期
5 高建东;雷郁文;;利用后差分技术提高手持GPS的定位精度[J];物探与化探;2006年05期
6 唐述强;黄伦文;;基于北斗/GPS组合差分技术的城市公交优先系统设计[J];数字通信世界;2017年06期
7 卜玉;;智能航标灯系统及其GPS定位算法的思考[J];珠江水运;2017年19期
8 张建奇,蔡菲娜;GPS集中差分技术在城市车辆智能交通管理中的应用[J];微计算机信息;2005年03期
9 康婷婷;黄艳;许原;王亚军;刘圆;;RTK差分技术在网约车计费系统检测中的应用[J];测绘通报;2017年07期
10 张亚东;白薇;;星站差分技术在物探测量中的应用[J];全球定位系统;2015年01期
11 李新照;;基于北斗的差分技术在散货码头堆场管理中的应用[J];港口科技;2018年08期
12 王峰波;;基于北斗RDSS的GPS区域差分技术[J];现代导航;2013年03期
13 许小兰;李斐;;InSAR及其差分技术在仲巴地震中的应用[J];武汉大学学报(信息科学版);2008年07期
14 李传亮;蒋利军;邵李刚;郭心骞;邱选兵;魏计林;高睿;王高;;基于TDLAS平衡差分技术的CO气体检测[J];光谱学与光谱分析;2017年10期
15 卢艮萍;王强龙;李传亮;王青狮;魏计林;;自平衡差分探测器研究[J];山西电子技术;2014年01期
16 沈建国;吴龟灵;吴雷;邹卫文;陈建平;;基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究[J];宇航计测技术;2011年05期
17 陆波,张奠梅;应用GPS差分技术进行水深测量[J];浙江水利科技;1999年S1期
18 李峰;张捍卫;吴晓明;邓园园;;基于GPS差分技术的无控制点或少控制点航测精度分析[J];工程地球物理学报;2007年05期
19 杨震,胡家骏;一种基于差分技术的CBR业务时钟自适应恢复方案[J];通信学报;1998年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张琳;刘勇;余玉龙;;信标差分技术在七都水下地形测量中的应用[A];地方水利技术的应用与实践(第3辑)[C];2005年
2 尹浩;;差分技术推动GPS从军用走向民用[A];中国航海学会航标专业委员会沿海航标学组2002年航标学术研讨论文集[C];2002年
3 伊晓东;;GPS用于强风引起的超高层建筑物位移测量研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 何月芳;张漫;张博;刘卉;;几种GPS差分技术及其在精细农业中的应用[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
5 阳仁贵;袁运斌;欧吉坤;;载波相位实时差分技术在空间飞行器交会对接中的应用研究[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集(下)[C];2010年
6 黄志强;汪显容;胡小军;;RTK技术在浅海区域移动钻井平台定位中的应用[A];地理空间信息技术与应用——中国科协2002年学术年会测绘论文集[C];2002年
7 石金峰;宋伟东;张永彬;夏春林;王佩贤;张继超;杨贵军;;土地资源信息系统的研究与设计[A];2003年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目汇编[C];2004年
8 王俊刚;花斌;王家文;周康;;星站差分GPS系统在西非水运工程测量中的应用[A];2017年度江苏省测绘地理信息学会GPS、 大地专业委员会学术年会暨JSCORS技术交流大会论文集[C];2017年
9 董江;;利用GPS差分和非差分技术进行潮位测量的方法研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
10 董江;;利用GPS差分和非差分技术进行潮位测量的方法研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 薛艳荣;基于时差频差的双星无源定位方法研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋利军;CO、C_2H_2的近红外吸收光谱及测量仪器的小型化研究[D];太原科技大学;2018年
2 王雪;高速移动平台下高速率雷达方式通信方法研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 钟晓宇;高速移动平台雷达式通信自适应波形设计研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 魏娟;基于OMA标准的FOTA差分技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2014年
5 黎春桃;基于快照差分技术的增量数据检测方法的研究及实现[D];暨南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 董永前 通讯员 吕志强 黄宝峰 马贺兵;测天量地创奇迹 经天纬地写忠诚[N];兰州日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978