基于宽带光源的相关光谱式甲烷传感理论建模及设计实现
基于宽带光源的相关光谱式甲烷传感理论建模及设计实现【摘要】:对易燃易爆或者有毒有害气体进行有效的监测预报和控制,是目前煤炭、化工、石油、电力等部门亟待解决的重要问题,特别是在能源生
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP212
【目录】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-11
- 目录11-14
- 图索引14-19
- 表索引19-20
- 第一章 绪论20-40
- 1.1 课题研究的背景及意义20-22
- 1.2 国内外气体监测技术概述22-38
- 1.2.1 气体传感技术的种类及对比22-35
- 1.2.2 相关光谱技术研究现状35-38
- 1.3 论文的主要研究内容及结构安排38-40
- 第二章 光谱吸收型气体传感机理及理论建模40-64
- 2.1 引言40
- 2.2 气体分子光谱理论40-51
- 2.2.1 红外光谱产生机理及量子化能级41-42
- 2.2.2 气体分子光谱基本理论42-44
- 2.2.3 多原子分子振-转光谱与甲烧分子的精细结构44-48
- 2.2.4 光谱线线型及展宽机制48-51
- 2.3 气体吸收理论51-54
- 2.3.1 气体吸收的一般方程51-52
- 2.3.2 修正的气体吸收定律52-54
- 2.4 气体相关光谱吸收基本测量原理及仿真建模分析54-63
- 2.4.1 相关光谱技术原理54-56
- 2.4.2 相关光谱式气体传感器模型的建立与仿真56-63
- 2.5 本章小结63-64
- 第三章 COSPEC技术测量CH_4气体浓度的系统设计64-88
- 3.1 引言64
- 3.2 COSPEC系统的总体结构及硬件实现64-83
- 3.2.1 实验装置-传感系统的总体结构64-66
- 3.2.2 传感器信号调制技术66-68
- 3.2.3 气体传感系统的光路设计68-77
- 3.2.4 测量气室结构77-83
- 3.3 COSPEC技术测量系统的软件系统实现方案83-86
- 3.3.1 基于PXI-6251多功能数据采集卡的信号采集83
- 3.3.2 基于LabVIEW的监测界面设计83-86
- 3.4 本章小结86-88
- 第四章 气体传感系统的光电微弱信号处理88-108
- 4.1 引言88
- 4.2 常规微弱信号特征提取方法88-90
- 4.2.1 气体传感系统的噪声分析88-90
- 4.2.2 微弱信号特征提取技术90
- 4.3 降噪性能评价标准90-92
- 4.3.1 传统的降噪性能评价指标90-92
- 4.3.2 改进的降噪性能评价标准92
- 4.4 数据处理系统的设计实现92-106
- 4.4.1 傅里叶变换频域滤波性能分析及仿真95-103
- 4.4.2 Savitzky-Golay数字滤波技术103-105
- 4.4.3 甲烷吸收光谱的联合滤波算法105-106
- 4.5 本章小结106-108
- 第五章 传感器性能测试实验结果与分析108-122
- 5.1 引言108
- 5.2 实验系统构建108-115
- 5.2.1 实验平台及材料108-110
- 5.2.2 信号波形分析110-111
- 5.2.3 系统的标定实验111-115
- 5.3 环境因素对测量的影响115-118
- 5.3.1 温度对测量的影响与补偿115-118
- 5.3.2 压力对测量的影响与分析118
- 5.4 样机系统实验与结果比较分析118-121
- 5.4.1 响应时间实验118-119
- 5.4.2 灵敏度119-120
- 5.4.3 交叉干扰实验120
- 5.4.4 稳定性实验120-121
- 5.5 本章小结121-122
- 第六章 全文总结与展望122-126
- 6.1 主要研究内容和结论122-123
- 6.2 研究展望123-126
- 参考文献126-134
- 致谢134-135
- 攻读博士学位期间已发表和录用的学术论文135-136
- 攻读学位期间主持和参与的科研项目136
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