基于TDLAS的气体在线检测系统研究

发布时间：2017-06-02 05:19

  本文关键词：基于TDLAS的气体在线检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 保护人类生存环境,实施可持续发展战略,是中国乃至全世界在21世纪的主题。在改革开放过去的近30年里,我国以资源的大量损耗,自然环境污染的日益加剧,生态环境的日益恶化换来了社会经济的飞速发展和人们生活水平的极大提高。但是随着国家可持续发展战略的实施和人们环保意识的提高,对石油化工、钢铁冶金和垃圾焚烧等行业的生产处理过程产生的污染物进行实时检测,以便保护环境成为人们日益关心的问题。有害气体排放是污染物排放的重要方面,对人们的日常生活影响巨大。传统的有害过程气体实时检测方法通常是首先对有害气体进行除尘、去水等预处理,然后通过不分光红外气体分析仪进行检测。这种检测方法获得的气体信息易失真,标定周期短,响应时间长,无法做到实时检测。本课题选择基于TDLAS(可调谐激光吸收光谱)技术的气体检测系统对生产处理过程中的有害气体进行在线检测,优势在于无需预采样,实地测量,气体信息不易失真,定时自动标定,无需手动标定,响应时间短,在有害过程气体的实时检测方面有广泛的应用前景。 本课题作为气体TDLAS检测的基础性研究,从红外吸收光谱的原理出发,说明了TDLAS技术的普遍性和特殊性,给出用于气体浓度求解的理论公式和技术路线。针对待测气体浓度低,信号弱的特点,从激光光源和检测器的选择、光学系统组成、波长调制光谱技术和谐波检测技术的应用、测量结果的信号处理等方面进行了优化。重点是提取单吸收谱线信号,而后利用差分光谱法和最小二乘法曲线拟合法对吸收谱线信号进行了线性标定。
【关键词】：TDLAS 气体在线检测 红外吸收光谱 波长调制光谱
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH83
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 本课题研究的目的及意义7
• 1.2 工业排放废气的分类及危害7-9
• 1.3 环境空气质量标准及固定源大气污染物排放标准9-12
• 1.4 气体排放检测方法12-14
• 1.5 本论文的主要内容14-15
• 第二章 技术原理及系统设计15-23
• 2.1 红外光谱法原理15-16
• 2.2 TDLAS 技术概述16-17
• 2.3 波长调制光谱技术及谐波检测技术17-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 TDLAS 气体在线分析仪结构23-44
• 3.1 TDLAS 分析仪系统结构23-28
• 3.2 激光二极管的选择28-32
• 3.3 红外检测器及其前置放大电路32-33
• 3.4 锁相放大电路33-35
• 3.5 ARM 中央处理系统35-38
• 3.6 软件功能及界面38-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 实验及其系统标定44-51
• 4.1 实验平台44-45
• 4.2 实验步骤45-46
• 4.3 数据滤波46-47
• 4.4 不同扫描频率和波形下的数据对比47-49
• 4.5 吸收峰数值提取及系统线性标定49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 总结与展望51-52
• 5.1 全文总结51
• 5.2 进一步的研究方向51-52
• 参考文献52-54
• 发表论文和科研情况说明54-55
• 致谢55

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 伍昂;TDLAS谐波信号线型计算方法的研究[D];昆明理工大学;2011年

2 娄南征;基于吸收光谱技术的开放环境温度在线测量与变压力CO_2组分测量[D];南京理工大学;2012年

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本文编号：414341