NO的调谐二极管激光光谱测量方法研究

发布时间：2021-01-13 00:43

　　内燃机型汽车船舶舰只等排放了大量NO污染物,给环境和经济发展带来了不可估量的损害。内燃机型汽车船舶舰只等排放的NO气体总量虽然很多,但考虑到它们的数量之大,就单个内燃机型汽车船舶舰只而言,其排放的NO浓度较低。因而,研究快速实时在线监测低浓度NO气体,非常有意义。然而,目前常用的传统测NO气体的方法,例如气相色谱法耗时复杂、不能实时在线监测气体浓度;傅里叶变换红外光谱法则设备体积大,性价比差,易受气体影响;差分吸收光谱法分辨率不高。针对这些缺点,本文采用调谐二极管激光光谱测量法来对NO气体进行测量,该方法拥有灵敏度高,响应快,抗干扰性好,可以实时在线连续监测NO气体等优点。本文介绍了气体分子红外选择性吸收理论和吸收光谱理论,引出了朗伯-比尔定律,以此为基础结合波长调制技术和谐波检测技术等,推导了调谐二极管激光光谱测量法的重要公式及结论,为NO气体测量设备的开发提供了理论指导。本文分析了中红外波段的NO气体的特征吸收峰,并以此选择了5250.0 nm DFB-ICL激光器作为气体检测的光源。根据所选DFB-ICL激光器的中心波长5250.0 nm,选择了VIGO公司的MCT探测器PVI-... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abatract
符号说明
第一章 引言
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 NO气体检测方法概述
    1.3 论文研究目的与主要内容
        1.3.1 论文研究目的
        1.3.2 论文研究的主要内容
    1.4 论文的章节结构
第二章 调谐二极管激光光谱痕量气体浓度检测理论
    2.1 气体分子的红外选择性吸收理论
    2.2 气体红外吸收光谱理论
    2.3 调谐二极管激光光谱检测原理及方法
        2.3.1 直接吸收光谱技术
        2.3.2 波长调制光谱技术
        2.3.3 谐波检测技术
第三章 NO的调谐二极管激光光谱测量系统整体设计
    3.1 NO特征吸收峰的选择
    3.2 激光光源与探测器的选择
        3.2.1 激光光源的选择
        3.2.2 光电探测器的选择
    3.3 系统的光路设计
    3.4 系统的整体结构
第四章 NO的调谐二极管激光光谱测量系统的软硬件开发
    4.1 系统电源开发
    4.2 调谐二极管激光器驱动开发
        4.2.1 信号发生电路设计
        4.2.2 信号叠加及压流转换电路设计
        4.2.3 调谐二极管激光器驱动仿真
        4.2.4 调谐二极管激光器驱动PCB电路板开发
    4.3 接收处理模块开发
        4.3.1 滤波器设计
        4.3.2 模拟锁相放大器设计
        4.3.3 数字锁相放大器设计
        4.3.4 数据采集模块设计
    4.4 驱动与接收模块的通讯电路设计
    4.5 NO的调谐二极管激光光谱测量系统的软件开发
        4.5.1 系统嵌入式端软件开发
        4.5.2 系统桌面端软件开发
        4.5.3 系统移动端软件开发
第五章 实验设计与数据分析
    5.1 实验系统介绍
    5.2 系统电源稳定性实验
    5.3 驱动电流稳定性实验
    5.4 系统直接吸收测量
    5.5 系统二次谐波吸收测量
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：2973870