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基于S12单片机的高炉煤气CO含量激光检测系统

李家荣  
【摘要】:在冶金企业中高炉煤气组分浓度的检测,特别是对一氧化碳浓度的检测对于现场生产人员的生命健康安全、正常有序的高效生产、可燃气体的回收利用和环境保护都具有重要的意义。本文基于气体光谱吸收理论、比尔朗伯特定律以及调制与谐波检测等理论,设计了红外激光传感检测系统,实现了对高炉煤气中一氧化碳的实时在线快速连续检测。该系统基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TD LAS),具有灵敏度高,响应速度快,适应性强等诸多优点。 本文首先分析了一氧化碳浓度值高低与其危害性,可利用性之间的关系,同时阐述了高炉煤气常用检测方法及其各自弊端,指出基于TD LAS技术的激光检测的优势,是有毒有害气体检测的发展方向。 接着从比尔朗伯特定律和谐波检测理论推导了CO浓度表达式,并指出与待测气体温度、压强等因素有关,需要在试验中对公式进行系数修正;然后介绍了整个系统的结构与工作原理,重点分析了发射单元、接收单元与人机交互单元的组成、功能与具体电路设计,其中波长锁定电路与谐波检测电路是电路设计核心。 最后对控制系统和交互界面的软件设计和系数修正、浓度反演试验做了分析,表明该系统基本实现了对CO快速实时在线检测。


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