基于中红外DFG光源的甲烷气体光谱检测方法研究
发布时间：2021-05-31 23:01
中红外DFG光源由于具有结构简单、调谐方便、室温运转以及无阈值限制等优点,因此在高灵敏度痕量气体检测领域有广泛而重要的应用。本文以1550nm波段可调谐DFB激光器和1060nm波段半导体激光器为基频光源,通过MgO:PPLN晶体的二阶非线性效应差频产生（DFG）中红外光源。在此基础上,构建了CH4气体直接吸收和二次谐波光谱检测系统,并通过扫描或调制1550nm波段可调谐DFB激光器的输出光波长,获得了标准浓度CH4气体分子在吸收峰3028.751cm-1处的吸收光谱和二次谐波检测信号。具体研究工作如下:1、首先介绍了CH4气体检测的背景和意义,概述了CH4气体常用的检测方法,比较和分析了几种常用检测方法的优点与不足。简要介绍了TDLAS气体检测技术的优点,详细分析了直接吸收检测技术与波长调制检测技术的国内外研究现状。2、从基本波动方程、耦合波方程出发,推导了三波混频方程组,进而得到中红外DFG三波混频方程组。介绍了DFG原理与QPM技术,研究了晶体的温度与波长色散特性、通过仿...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自然界中的CH4[2]
第一章 绪论此形成与气体浓度呈线性关系的电流信号。电流信号一般测起来两个电极连接并使用跨阻放大器将电流信号转化为电压信号，进出待测气体浓度。该传感器具有一些优点，例如对于某些种类的择性，且成本低、检测灵敏度较高。然而其检测范围小、响应较感器中都含有电解液，因此电解液一旦泄漏会使电路部分发生腐发、汽化对传感器的性能和寿命均有影响。为了提高传感器的可研究并开发了电解质为固体或有机凝胶的电化学传感器。
图 1.3 气相色谱结构示意图收光谱检测方法光谱检测法是指待测气体在其吸收谱线处被特定波长的光吸进行气体浓度检测。随着科技的发展，在痕量气体检测领域技术，主要有直接吸收、腔增强吸收、光声光谱、波长调制光谱检测法（DAS）是将锯齿波加在激光器驱动电流接口上长，使得激光经过待测气体的吸收谱线。DAS 是一种简单的常，DAS 采用差分检测结构，如图 1.4 所示。光经激光器输束。其中一束经过待测气体吸收池并射出，然后被光电探测单。另一束经过反射镜 M2 反射到装满氮气或惰性气体的参考参考信号，该信号反映激光光强的变化，可以用于后期处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TDLAS的激光甲烷检测系统的研究[J]. 段尚汝,谈曾巧,王琦,高敏杰,卜雄洙. 电子测量技术. 2018(01)
[2]利用TDLAS技术的多点甲烷气体全量程监测[J]. 李哲,张志荣,孙鹏帅,夏滑,罗渊敏,庞涛,董凤忠. 红外与激光工程. 2017(09)
[3]基于可调谐激光二极管吸收光谱的乙炔在线检测系统[J]. 何启欣,刘慧芳,李彬,潘教青,王利军,郑传涛,王一丁. 光谱学与光谱分析. 2016(11)
[4]基于1654nm分布反馈激光器的甲烷检测系统[J]. 李彬,刘慧芳,何启欣,翟冰,潘教青,郑传涛,王一丁. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[5]温度对催化燃烧式气体传感器影响研究[J]. 牛小民,李世伟,张广来,高磊,张艳鹏. 现代计算机(专业版). 2015(27)
[6]基于中红外分布反馈量子级联激光器的光声光谱技术用于痕量甲烷气体检测[J]. 谭松,刘万峰,王利军,张锦川,李路,刘俊岐,刘峰奇,王占国. 光谱学与光谱分析. 2012(05)
[7]电化学传感器法监测室内空气中甲醛[J]. 肖启洪. 环境科学与管理. 2010(11)
[8]气相色谱技术的研究进展及其应用[J]. 曹环礼. 广东化工. 2009(08)
[9]可调谐半导体激光波长调制光谱信号分析[J]. 陈东,贾兆丽. 大气与环境光学学报. 2008(03)
[10]基于可调谐激光吸收光谱的大气甲烷监测仪[J]. 阚瑞峰,刘文清,张玉钧,刘建国,董凤忠,王敏,高山虎,陈东. 光学学报. 2006(01)
硕士论文
[1]基于周期性铌酸锂晶体的窄线宽光参量振荡器的研究[D]. 王亚伟.东南大学 2017
[2]恶臭气体检测系统开发与实验研究[D]. 杨新颖.河北工业大学 2015
[3]基于TDLAS的环境CO红外激光光谱监测方法研究[D]. 张伯昆.合肥工业大学 2012
[4]基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的O2和CO气体测量[D]. 张春晓.浙江大学 2010
本文编号：3209141
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自然界中的CH4[2]
第一章 绪论此形成与气体浓度呈线性关系的电流信号。电流信号一般测起来两个电极连接并使用跨阻放大器将电流信号转化为电压信号，进出待测气体浓度。该传感器具有一些优点，例如对于某些种类的择性，且成本低、检测灵敏度较高。然而其检测范围小、响应较感器中都含有电解液，因此电解液一旦泄漏会使电路部分发生腐发、汽化对传感器的性能和寿命均有影响。为了提高传感器的可研究并开发了电解质为固体或有机凝胶的电化学传感器。
图 1.3 气相色谱结构示意图收光谱检测方法光谱检测法是指待测气体在其吸收谱线处被特定波长的光吸进行气体浓度检测。随着科技的发展，在痕量气体检测领域技术，主要有直接吸收、腔增强吸收、光声光谱、波长调制光谱检测法（DAS）是将锯齿波加在激光器驱动电流接口上长，使得激光经过待测气体的吸收谱线。DAS 是一种简单的常，DAS 采用差分检测结构，如图 1.4 所示。光经激光器输束。其中一束经过待测气体吸收池并射出，然后被光电探测单。另一束经过反射镜 M2 反射到装满氮气或惰性气体的参考参考信号，该信号反映激光光强的变化，可以用于后期处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TDLAS的激光甲烷检测系统的研究[J]. 段尚汝,谈曾巧,王琦,高敏杰,卜雄洙. 电子测量技术. 2018(01)
[2]利用TDLAS技术的多点甲烷气体全量程监测[J]. 李哲,张志荣,孙鹏帅,夏滑,罗渊敏,庞涛,董凤忠. 红外与激光工程. 2017(09)
[3]基于可调谐激光二极管吸收光谱的乙炔在线检测系统[J]. 何启欣,刘慧芳,李彬,潘教青,王利军,郑传涛,王一丁. 光谱学与光谱分析. 2016(11)
[4]基于1654nm分布反馈激光器的甲烷检测系统[J]. 李彬,刘慧芳,何启欣,翟冰,潘教青,郑传涛,王一丁. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[5]温度对催化燃烧式气体传感器影响研究[J]. 牛小民,李世伟,张广来,高磊,张艳鹏. 现代计算机(专业版). 2015(27)
[6]基于中红外分布反馈量子级联激光器的光声光谱技术用于痕量甲烷气体检测[J]. 谭松,刘万峰,王利军,张锦川,李路,刘俊岐,刘峰奇,王占国. 光谱学与光谱分析. 2012(05)
[7]电化学传感器法监测室内空气中甲醛[J]. 肖启洪. 环境科学与管理. 2010(11)
[8]气相色谱技术的研究进展及其应用[J]. 曹环礼. 广东化工. 2009(08)
[9]可调谐半导体激光波长调制光谱信号分析[J]. 陈东,贾兆丽. 大气与环境光学学报. 2008(03)
[10]基于可调谐激光吸收光谱的大气甲烷监测仪[J]. 阚瑞峰,刘文清,张玉钧,刘建国,董凤忠,王敏,高山虎,陈东. 光学学报. 2006(01)
硕士论文
[1]基于周期性铌酸锂晶体的窄线宽光参量振荡器的研究[D]. 王亚伟.东南大学 2017
[2]恶臭气体检测系统开发与实验研究[D]. 杨新颖.河北工业大学 2015
[3]基于TDLAS的环境CO红外激光光谱监测方法研究[D]. 张伯昆.合肥工业大学 2012
[4]基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的O2和CO气体测量[D]. 张春晓.浙江大学 2010
本文编号：3209141
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3209141.html
