多成分光谱拟合调制谱分析法及甲硫醇分析仪集成与评价

发布时间：2021-08-13 22:27

　　甲硫醇（CH₃SH）是一种无色高毒、具有恶臭气味且嗅觉阈值较低的气体,主要来源于工农业生产过程,并且是生物体代谢的产物之一,是牙周疾病引起的口臭的主要成分。甲硫醇气体的检测对于环境保护和医疗诊断等具有重要意义。甲硫醇具有带状谱特性,且在实际测量环境中干扰气体成分较为复杂,因此本文基于波长调制光谱技术提出了特异性强、灵敏度高、检测限低的甲硫醇检测方法并研制了甲硫醇监测仪器。本文的主要工作包括:第一,提出多成分光谱拟合调制谱分析方法。首先对多成分光谱拟合调制谱分析方法进行了理论推导及算法流程设计;然后在不同噪声水平下进行了仿真实验,验证多组分同时测量的有效性和抗干扰能力;最后将该方法应用于甲硫醇、甲烷、水的同时测量中,并且对本方法中的拟合权重进行优选以提高测量精度。实验结果表明,甲硫醇、甲烷、水的测量不确定度均不超过2.0%,且Allan方差结果显示甲硫醇检测限为6.3 ppb。采用该方法可实现甲硫醇的高灵敏检测以及多组分高精度测量。第二,甲硫醇分析仪的集成及调试。基于波长调制光谱技术,从光路、气路、电路三方面入手集成了甲硫醇分析仪。分析了人机交互需求,利用可编程触摸... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多光谱拟合算法流程图

~3395.5 nm 空气中各气体的吸收线强及浓度为 1 ppm，0.1 ppm 光程为 1硫醇吸收谱线与空气吸收谱线对比图没有引入噪声的情况下，进行两组仿真实验。第一组混合气.88%，甲烷的浓度为 1.7 ppm（参考 USA model， HITRAN）0 ppm变化至10 ppm，步进为1 ppm。第二组混合气体中甲硫ppm，水和甲烷浓度按照空气模型的比例不变，水和甲烷的.7 ppm 的 20%变化至 100%，步进为 20%，测量得到混合气体烷的 WMS-2f 数据。

1.88%和 1.7 ppm 的 20%变化至 100%，步进为 20%，测量得到混合气体中甲硫醇、水和甲烷的 WMS-2f 数据。图3-3 混合气体的二次谐波信号与CH3SH, H2O, CH4的二次谐波信号对比图


本文编号：3341233