收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光纤环腔激光腔内吸收光谱气体传感技术的研究

韩文念  
【摘要】:激光腔内吸收光谱自被提出以来因其高灵敏度特性一直为各国学者所关注,被广泛应用于气体、液体和等离子体等介质中粒子弱吸收的探测。光纤技术的发展使分布式腔内吸收光谱检测成为可能,但目前还没有成熟的商品仪器出现。本文基于光纤环腔激光器构建腔内吸收传感系统研究痕量气体的全光纤、准分布式测量。 在对系统器件进行分析和简化传输函数的基础上,阐述了腔内吸收光谱的形成条件,理论推导了光纤环腔腔内吸收传感系统工作的稳态模型和瞬态模型,据此计算模拟了光纤环腔激光器的放大自发辐射谱和气体腔内吸收光谱,验证了本系统光谱波长扫描测量的可行性。 针对放大自发辐射噪声和标准具噪声等对腔内吸收光谱检测的干扰问题,将低频波长扫描和波长调制技术相结合应用于腔内吸收气体传感系统,通过理论分析和实验确定调制参数。对1%浓度的乙炔气体进行传感,在1526.5~1537 nm波长区间检测到17条吸收谱线,证明该方法可有效提高系统气体传感的灵敏度。为增强传感性能,对波长扫描方式加以优化并再次实验乙炔传感,未采用波长调制技术便在1525~1545 nm波长区间获得27条吸收谱线,传感灵敏度明显提高,证实了系统改进的有效性。制作不同长度的气室研究了本系统中气体传感的最佳吸收光程长问题。 对腔内吸收光谱谱线提取方法进行了研究,选取小波零交叉法、小波变换迭代法和小波变换形态学结合法等三种方法对不同实验方法获取的扫描谱进行谱线提取;对腔内吸收调制光谱,通过相关分析推出当调制频率较低时,各阶次的谐波谱与调制光谱的各阶傅里叶变换成正比,应用虚拟仪器技术由离散傅里叶法直接计算谐波谱,并提出将二次谐波谱作为反演目标气体浓度的依据,标定谱线吸收波长则采用三次谐波谱。分别采用单谱线法和多谱线平均法计算浓度反演的误差,分析了本传感系统的定量能力。 为解决可调滤波器驱动电压与对应波长值漂移导致难以精确定位谱线波长问题,提出引入布拉格光栅作为参考的谱线波长标定方法:采用高斯拟合定位谱峰峰值,寻找对应的F-P滤波器驱动电压,以经过温度补偿的布拉格光栅中心波长的精确值作为标准,由多项式拟合得到驱动电压与波长的关系曲线,对吸收谱线波长进行标定。在此工作基础上评价了传感系统用于多气体传感的定性能力,实验表明传感系统采用该方法后波长标定误差降至0.1 nm,达到多气体组分谱线分析的要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李顺;阮永逍;;火焰原子吸收法测定金属镍的最佳条件[J];铁道劳动安全卫生与环保;1987年02期
2 侯勇谋;袁杰;陈阳春;米巧玲;;人发、血清微量元素与高血压关系的探讨[J];微量元素与健康研究;1988年01期
3 周向荣;夏延斌;潘小红;李楷明;孙江萍;;藠头素特征波谱 皂苷类型及稳定性探讨[J];食品与机械;2008年02期
4 彭秋莲;李满华;;激光光谱气体分析技术在医学诊断中的研究进展[J];应用激光;2008年04期
5 侯勇谋;袁杰;陈阳春;李浩;王德英;杨士杰;米巧玲;;人发、血清微量元素与高血压病关系的探讨[J];中医研究;1988年01期
6 许文;浅谈原子吸收分光光度法测铬的工作条件选择[J];数理医药学杂志;1995年02期
7 何金泉,巢兆福,顾永俐;10例脑血吸虫病的CT诊断[J];安徽医科大学学报;1995年05期
8 陈丽芬;宫内节育器合并早孕的超声探讨[J];云南医药;1996年05期
9 冯枫,邱培梅,邹丽丽;用碘-罗丹明 B-聚乙烯醇分光光度法测定食品和水中痕量硒[J];中国公共卫生;1999年02期
10 顾英;呼气末CO_2浓度监测的进展[J];中国医疗器械信息;2000年01期
11 杜晓飞;;翡翠贺岁[J];健康人;2001年Z1期
12 郭吉田,吕忠船,荆鹏程;游走节育环致绞窄性肠梗阻并直肠癌一例[J];中华普通外科杂志;2003年10期
13 于静,李英霞,孙红艳;相转移催化法制备抗癌新药工艺[J];中国海洋大学学报(自然科学版);1992年S1期
14 朱丹;绝经后取环80例体会[J];大理医学院学报;1999年02期
15 易小敏;结肠镜监测内痔硬化剂治疗相关性直肠溃疡的演变[J];右江民族医学院学报;2004年03期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘琨;刘铁根;江俊峰;梁霄;贾大功;张红霞;汪曣;井文才;张以谟;;基于波长调制和波长扫描的内腔式气体传感研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 荆彦文;郑雪玲;许宏;郝战焱;;肼类气体传感技术应用与发展[A];中国化学会第五届全国化学推进剂学术会议论文集[C];2011年
3 韩文念;汪曣;刘琨;贾大功;刘铁根;;基于虚拟仪器技术的腔内吸收光谱波长调制与解调[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 韩明勇;刘旺;王德军;李铁律;;MnPc薄膜的制备及其NO_2气体传感研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
5 朱国兴;徐欢;刘元君;沈小平;;分等级氧化物微球:制备及其气体传感性能[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
6 俞琳;刘铁根;刘琨;江俊峰;梁霄;张以谟;;基于掺铒光纤激光器的红外气体传感器研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
7 冯金垣;王洪;;光纤CO_2气体传感方法研究[A];第六届全国气湿敏传感器技术学术交流会论文集[C];2000年
8 薛面起;曹廷炳;;导电聚合物精细图案化及其传感性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
9 马德琨;管美丽;黄少铭;;锌基底诱导的自构造路线制备多样的水合氧化钨多层次结构[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
10 王允韬;蔡海文;耿建新;方祖捷;;光纤瓦斯传感器[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩文念;光纤环腔激光腔内吸收光谱气体传感技术的研究[D];天津大学;2012年
2 齐洁;光谱吸收型光纤气体传感技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 景磊;新型光子晶体光纤气体传感器研究[D];天津大学;2012年
4 刘琨;基于Fabry-Perot可调谐光滤波器和掺铒光纤放大器的光纤传感技术研究[D];天津大学;2009年
5 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
6 余贶琭;基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络[D];北京交通大学;2011年
7 张治国;光纤传感应用中若干关键技术及系统方案的研究[D];北京邮电大学;2007年
8 王琼;功能化纳米氧化物的设计、合成及其多相催化反应机理研究[D];兰州大学;2012年
9 陈霄;基于光纤传感技术的油浸式电力变压器状态多参量在线检测研究[D];山东大学;2012年
10 张永辉;石墨烯纳米器件的设计与性质研究[D];兰州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁霄;基于光纤环腔激光技术的气体传感系统仪器化研究[D];天津大学;2012年
2 郑林;基于近红外光谱吸收原理的气体传感研究[D];天津大学;2012年
3 林江;光纤甲烷气体传感研究[D];华中科技大学;2011年
4 潘超男;基于DLOB的S 编码光纤气体传感技术[D];北京交通大学;2012年
5 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
6 王伟峰;表面层状结构的构筑与气体传感性质研究[D];吉林大学;2011年
7 杨飞亚;基于LB膜的微纳光纤气体传感器研究[D];电子科技大学;2011年
8 程同蕾;光子晶体光纤气体传感特性研究[D];燕山大学;2006年
9 黄亮;基于SLED光源光纤瓦斯检测技术研究及系统实现[D];燕山大学;2011年
10 孙顺根;基于光纤衰荡腔的甲烷气体传感系统研究[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 武建玲实习生 赵阳;7个项目实现校企成功对接[N];郑州日报;2007年
2 ;袁灿荣:让电磁炉走进了寻常百姓家[N];科技日报;2004年
3 记者 夏晶莹 报道组 黄松光;温籍科学家王维熙发明地震监测仪[N];温州日报;2010年
4 通讯员 于柏林;我国已掌握电化学气体传感器核心技术[N];长春日报;2007年
5 陆高峰;向执着挑战地震预报难题的人致敬[N];中华工商时报;2008年
6 罗中云姜莹莹;我专家研制地震预测仪[N];北京科技报;2008年
7 本报记者 苏艳娟;汉威电子:创业板中的一朵奇葩[N];证券日报;2009年
8 滕恩江 王馨睿;用DOAS技术监测环境[N];中国环境报;2003年
9 见习记者 向婧;汇川区 开展交通整治集中统一行动[N];遵义日报;2008年
10 记者 郭津;创业板开始受理发行申请[N];河南日报;2009年
 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