基于光谱吸收原理的光纤甲烷气体检测研究
基于光谱吸收原理的光纤甲烷气体检测研究【摘要】:近年来,我国煤矿事故频繁发生,且以瓦斯爆炸为主,给矿工的生命和国家财产安全已造成严重威胁。甲烷是瓦斯的主要成分,及时准确地检测甲烷浓
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP274.4
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-22
- 1.1 引言10-11
- 1.2 气体检测技术的基本方法11-12
- 1.3 光纤气体传感技术12-18
- 1.3.1 吸收型光纤气体传感器13-14
- 1.3.2 染料指示剂型光纤气体传感器14-15
- 1.3.3 折射率变化型光纤气体传感器15-16
- 1.3.4 荧光型光纤气体传感器16-17
- 1.3.5 多点复用型光纤气体传感器17-18
- 1.4 光谱吸收式光纤气体传感器国内外研究现状18-20
- 1.5 课题研究的目的和意义20-21
- 1.6 课题的研究内容21-22
- 第2章 光谱吸收式气体检测机理22-38
- 2.1 引言22
- 2.2 气体分子光谱理论22-30
- 2.2.1 气体分子跃迁能级结构22-26
- 2.2.2 光谱线的线形及展宽26-30
- 2.3 甲烷气体分子的近红外选择吸收30-31
- 2.4 光谱吸收检测的基本原理31-32
- 2.5 甲烷浓度检测32-36
- 2.5.1 谐波检测32-35
- 2.5.2 相关光谱法35-36
- 2.6 本章小结36-38
- 第3章 甲烷检测系统各部分性能分析38-50
- 3.1 引言38
- 3.2 光源的选择38-41
- 3.2.1 发光二极管38-39
- 3.2.2 半导体激光器39-41
- 3.3 气室的选择与设计41-44
- 3.3.1 气室结构41-42
- 3.3.2 气室的选择42-44
- 3.4 光纤吸收和散射特性44-45
- 3.5 光纤的连接耦合45
- 3.6 光电探测器45-46
- 3.7 微弱信号的检测46-49
- 3.7.1 互相关检测原理46-48
- 3.7.2 锁相放大器48-49
- 3.8 本章小结49-50
- 第4章 甲烷检测系统中干涉噪声的研究50-60
- 4.1 引言50
- 4.2 气室中反射噪声的基本理论50-54
- 4.3 气室中干涉噪声的数值模拟54-55
- 4.4 传输光纤的后向散射噪声55-59
- 4.5 本章小结59-60
- 第5章 甲烷气体检测的实验研究60-71
- 5.1 引言60
- 5.2 系统主要元器件的参数60-63
- 5.2.1 DFBLD 的光学特性60-61
- 5.2.2 GRIN 气室性能61-62
- 5.2.3 其它元器件特性参数62-63
- 5.3 光源的光谱特性实验63-65
- 5.4 甲烷的吸收谱实验65-67
- 5.5 相关光谱法检测甲烷浓度实验67-69
- 5.6 检测系统的重复性和稳定性实验69-70
- 5.6.1 重复性实验69-70
- 5.6.2 稳定性实验70
- 5.7 本章小结70-71
- 结论71-72
- 参考文献72-76
- 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
- 致谢77-78
- 作者简介78
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