测量甲烷浓度的红外激光雷达建模仿真研究
测量甲烷浓度的红外激光雷达建模仿真研究【摘要】:甲烷是一种易燃易爆气体,是煤矿瓦斯的主要成分。一直以来瓦斯灾害是制约煤炭安全的主要因素。因此,实时准确地检测井下甲烷气体浓度有着十分
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN958.98
【目录】:
- 致谢5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 1 绪论11-17
- 1.1 选题意义11
- 1.2 现有检测气体浓度的方法11-12
- 1.3 国内外研究现状12-14
- 1.3.1 国外研究现状12-13
- 1.3.2 国内研究状况13-14
- 1.4 主要工作14-15
- 1.5 章节安排15-16
- 1.6 本章小结16-17
- 2 红外激光雷达的基本原理17-24
- 2.1 引言17
- 2.2 分子的吸收谱17
- 2.3 甲烷的红外吸收光谱17-19
- 2.3.1 红外光的划分17-18
- 2.3.2 甲烷吸收光谱18-19
- 2.4 朗伯-比尔(Lamber-Beer)定律19-20
- 2.5 红外吸收式激光雷达的基本原理20-23
- 2.5.1 红外激光雷达的距离方程20-21
- 2.5.2 红外激光雷达的工作原理21-23
- 2.6 本章小结23-24
- 3 红外激光雷达建模24-41
- 3.1 引言24
- 3.2 系统结构24-25
- 3.3 发射系统25
- 3.4 大气传输25-33
- 3.4.1 大气的吸收26-27
- 3.4.2 大气的散射27-30
- 3.4.3 粉尘的消光30-31
- 3.4.4 大气的总衰减系数31-33
- 3.5 反射目标33-37
- 3.5.1 反射目标物的光学特性33-35
- 3.5.2 斑纹效应35-37
- 3.6 接收探测系统37-39
- 3.6.1 接收探测模型37-38
- 3.6.2 接收探测噪声38-39
- 3.7 本章小结39-41
- 4 红外激光雷达回波信号统计模型及信息处理算法41-53
- 4.1 引言41
- 4.2 回波信号统计模型41-44
- 4.2.1 斑纹的调制因子42-43
- 4.2.2 接收探测噪声43-44
- 4.3 回波信号统计特性分析44-45
- 4.4 高斯光束45
- 4.5 红外激光雷达的测量灵敏度45-46
- 4.6 信息处理算法46-51
- 4.6.1 kalman 滤波46-48
- 4.6.2 Kalman 滤波模型48-49
- 4.6.3 数值仿真分析49-51
- 4.7 本章小结51-53
- 5 红外激光雷达仿真系统53-62
- 5.1 引言53
- 5.2 红外激光雷达系统结构53-54
- 5.3 红外激光雷达仿真系统的设计54-57
- 5.3.1 仿真系统的设计目标54
- 5.3.2 仿真系统的设计方案54-57
- 5.4 红外激光雷达仿真系统的实现57-61
- 5.5 本章小结61-62
- 结论62-64
- 参考文献64-67
- 附录 信息处理算法程序67-70
- 作者简历70-71
- 学位论文数据集71-72
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