光谱吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究
光谱吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究【摘要】:WP=4随着工农业的迅速发展,矿井、油田、电力系统安全保护以及环境保护成为越来越值得重视的问题。数以千万计的大型动力工厂和矿业部门排放
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH83
【目录】:
- 中文摘要4-5
- 英文摘要5-10
- 第1章 绪论10-23
- 1.1 引言10-11
- 1.2 气体检测的基本方法11-16
- 1.2.1 化学气敏传感器11-12
- 1.2.2 气相色谱分析方法12-13
- 1.2.3 光谱吸收法13
- 1.2.4 荧光法13-15
- 1.2.5 气体传感器性能比较15-16
- 1.3 光纤气体传感器16-21
- 1.3.1 内作用型光纤气体传感器18
- 1.3.2 外作用型光纤气体传感器18-19
- 1.3.3 吸收式光纤气体传感器的国内外研究现状19-21
- 1.4 课题来源及研究的目的和意义21-22
- 1.4.1 课题来源21
- 1.4.2 研究目的及意义21-22
- 1.5 论文的主要研究内容22-23
- 第2章 光谱吸收式气体检测原理及方法23-38
- 2.1 引言23
- 2.2 气体分子近红外选择性吸收23-29
- 2.2.1 气体分子的运动形式及其光谱24-25
- 2.2.2 基频、泛频及组合频率光谱25-26
- 2.2.3 甲烷气体吸收谱线的选择26-28
- 2.2.4 气体分子的典型吸收线28-29
- 2.3 光谱吸收式光纤气体检测方法29-36
- 2.3.1 差分吸收检测31-34
- 2.3.2 调制技术34-36
- 2.4 本章小结36-38
- 第3章 甲烷气体浓度的谐波检测38-54
- 3.1 引言38
- 3.2 气体浓度的谐波检测38-52
- 3.2.1 窄带光源的谐波检测38-46
- 3.2.2 光纤光栅调制LED宽带光源进行谐波检测46-50
- 3.2.3 宽带光源谐波检测及系统设计50-52
- 3.3 谐波检测方案的选择52-53
- 3.3.1 谐波检测的灵敏度限制因素52
- 3.3.2 谐波次数的选取52
- 3.3.3 调制频率的选择52-53
- 3.4 本章小结53-54
- 第4章 光纤甲烷气体检测系统的设计54-81
- 4.1 引言54
- 4.2 光源的选择54-58
- 4.2.1 发光二极管54-55
- 4.2.2 半导体激光器55-57
- 4.2.3 分布反馈式半导体激光器57-58
- 4.3 气室的设计58-60
- 4.4 光源驱动及正弦发生电路的设计60-63
- 4.4.1 光源驱动电路的设计60-62
- 4.4.2 正弦波发生电路的设计62-63
- 4.5 温控电路的设计63-64
- 4.6 光电探测器的选择64-66
- 4.7 前置放大电路的设计66-70
- 4.8 滤波电路的设计70-73
- 4.8.1 两种有源带通滤波器70-72
- 4.8.2 同步积分滤波电路72-73
- 4.9 锁相放大电路的设计73-76
- 4.10 数据处理系统的设计76-80
- 4.11 本章小结80-81
- 第5章 光纤甲烷气体传感系统的实验研究81-89
- 5.1 引言81
- 5.2 DFBLD光谱特性测试81-82
- 5.3 光纤链路损耗试验82-84
- 5.4 气体浓度与检测信号关系实验84-86
- 5.5 示值比对实验86-87
- 5.6 重复性实验87-88
- 5.7 稳定度测试实验88
- 5.8 本章小结88-89
- 结论89-90
- 参考文献90-95
- 攻读硕士学位期间所发表的论文95-96
- 致谢96-97
- 个人简介97
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