基于TDLAS技术的光路校正系统研究
发布时间：2020-06-23 03:39
【摘要】：随着可调谐半导体激光器制造工艺的进步,基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的气体浓度测量理论正逐渐由实验室研究向工业实际应用过渡。目前已经在能源电力、燃烧过程诊断、大气痕量气体监测、生态测量等领域有所应用。但由于光的波动本性、大气中温度和压力的随机变化、设备装置精度等因素影响,光路在传播过程中会发生偏移,影响气体浓度测量结果,为了消除这一影响,本文对TDLAS技术进行研究,设计了基于TDLAS技术的气体浓度测量装置,并为解决光路偏移问题创新性的提出加入光路校正模块。通过从HITRAN数据库中查询不同气体吸收谱线形状,确定C02气体吸收谱线波长为1572.3351nm,设计了包含激光发射单元、吸收池单元、光路校正单元、信号接收和数据处理单元四个部分的气体浓度测量系统,选择实验设备,完成实验台的搭建。重点设计了其中的光路校正模块,完成主控板电路的设计和后期的软件调试,可靠地完成了传感器信号的采集、步进电机的控制和控制算法的实现。比较直接吸收法和调制技术进行数据处理时的关键步骤,选则波长调制法对实验数据进行处理。为了得到更优的数据,在实验过程中对锁相放大器的参数进行优化设置,进行实验,获取实验数据,计算实验结果。对实验结果进行分析可知,本文基于TDLAS技术的气体浓度测量装置精度高,稳定性好。设计的光路校正单元可以提高整套装置的测量精度并维持装置稳定性,具有实际应用价值。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X831
【图文】：
华北电力大学硕士学位论文逡逑文选取的实验气体为ｃｏ２，环境中可能会存在Ｈ２０，邋０２等气体的干扰。我们观逡逑察图２－１所示的Ｃ０２气体吸收谱线图，观察到Ｃ０２气体在１５７０ｎｍ附近具有很强逡逑的吸收峰，为了排除杂质气体的干扰，提高实验精度。我们通过ＨＩＴＲＡＮ邋ｏｎ邋ｔｈｅ逡逑Ｗｅｂ查询ＨＩＴＲＡＮ数据库中上述几种气体在波数为６０００－６６００范围内的吸收谱逡逑线，结果如图２－２所示。逡逑§邋－逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦．…逦逦邋逦邋．逡逑＆邋ｉ逦争ａ邋ａ钦k樍迕担危垮澹澹箦澹妫澹蝈澹炕崦炕谜忮洛义希桑翦濉义希掊邋五澹у濉觯у邋危у濉鲥逡弧诲义希驽危诲义希海戾义希蓿常樱妫玻㈠澹澹澹邋危澹澹澹澹皱濉觥鲥澹濉鲥澹鲥澹俊觯骸觯觯骸觥鲥澹海觯澹皱澹皱澹澹澹澹海澹垮濉鲥澹哄澹鲥澹哄危掊濉鲥濉鲥澹邋邋澹澹澹蝈澹巍义希掊危哄危О隋危危殄义希冲我慌灰弧觥⒁弧危卞味海掊濉五五五义希椋樱簦惧危觯Γ徨危б危В浚垮
本文编号：2726740
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X831
【图文】：
华北电力大学硕士学位论文逡逑文选取的实验气体为ｃｏ２，环境中可能会存在Ｈ２０，邋０２等气体的干扰。我们观逡逑察图２－１所示的Ｃ０２气体吸收谱线图，观察到Ｃ０２气体在１５７０ｎｍ附近具有很强逡逑的吸收峰，为了排除杂质气体的干扰，提高实验精度。我们通过ＨＩＴＲＡＮ邋ｏｎ邋ｔｈｅ逡逑Ｗｅｂ查询ＨＩＴＲＡＮ数据库中上述几种气体在波数为６０００－６６００范围内的吸收谱逡逑线，结果如图２－２所示。逡逑§邋－逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦．…逦逦邋逦邋．逡逑＆邋ｉ逦争ａ邋ａ钦k樍迕担危垮澹澹箦澹妫澹蝈澹炕崦炕谜忮洛义希桑翦濉义希掊邋五澹у濉觯у邋危у濉鲥逡弧诲义希驽危诲义希海戾义希蓿常樱妫玻㈠澹澹澹邋危澹澹澹澹皱濉觥鲥澹濉鲥澹鲥澹俊觯骸觯觯骸觥鲥澹海觯澹皱澹皱澹澹澹澹海澹垮濉鲥澹哄澹鲥澹哄危掊濉鲥濉鲥澹邋邋澹澹澹蝈澹巍义希掊危哄危О隋危危殄义希冲我慌灰弧觥⒁弧危卞味海掊濉五五五义希椋樱簦惧危觯Γ徨危б危В浚垮
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