基于光声光谱的一氧化碳检测技术研究及实现

发布时间：2021-10-10 02:43

　　一氧化碳气体是一些化工园区、危化品仓库和密闭船舱等场合的主要污染物之一。一氧化碳在常温常压下是一种无色无味的易燃易爆危险品。对一氧化碳气体进行快速、实时检测,在工业生产中有着十分重要的意义。光声光谱气体检测技术与传统气体检测方法相比,有着十分显著的优势,越来越受到广泛的关注。光声光谱气体检测技术是一种基于光声效应的气体检测技术,具有响应速度快、选择性好、动态范围大等特点。本文以工程实际应用为出发点,对基于光声光谱的一氧化碳检测技术进行了研究,对光路和电路进行了设计,完成了原理样机的制作。本文首先介绍了光声光谱气体检测的技术背景和研究现状,然后剖析了光声光谱检测技术的理论基础。结合HITRAN2016数据库,分析并确定了一氧化碳气体的吸收谱线。选择垂直腔面发射激光器为激励光源,采用三角波扫描和正弦波调制相结合的技术对激光器进行调制,使用驻极体微音器将光声信号转换为电信号。文中对光声池的设计进行了讨论,设计制作了一阶纵向谐振式光声池。设计了带通滤波电路、锁相放大器电路、移相电路、低通滤波和模数转换电路。结合嵌入式技术,以STM32单片机为核心,使用FreeRTOS实时操作系统对系统外设和资... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气体分子的吸收线

-1附近，图 3.2 是其基频红外光谱，对应波长为 4.65μm，处在 2.5μm ~25μm 的中红外区。一氧化碳吸在中红外区的吸收强度是强度最高的，比第一泛频的吸收强度高两个数量级，但是受技术条件制约，中红外区域的激光器需低温制冷，辅助设备较多，价格昂贵，使用不便，而且中红外区石英光纤损耗较大。本课题以工程实际应用为目标，既要实现功能，又要兼顾设备体积和成本，而近红外区的激光器较多，大多通信用的激光器和光纤器件都集中在近红外去，因此，本课题选择近红外区的一氧化碳吸收光谱作为研究对象。图 3.2 一氧化碳的基频吸收光谱查找一氧化碳气体分子在近红外区域振动的泛频吸收峰

一氧化碳第一泛频吸收谱线


本文编号：3427490