發(fā)布時(shí)間：2017-07-08 20:20

  本文關(guān)鍵詞：基于TDLAS直插式氨氣在線檢測(cè)系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 直插式 逃逸氨檢測(cè) 二次諧波 TDLAS DFB STM32

【摘要】：隨著環(huán)境污染問題的社會(huì)關(guān)注度越來越高,污染氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格,對(duì)痕量氣體的檢測(cè)是環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)未來必然的發(fā)展方向。在火電廠,氨氣被廣泛應(yīng)用于脫硫脫硝的過程中充當(dāng)還原劑,作為重要的反應(yīng)氣,其濃度的檢測(cè)至關(guān)重要。一般情況下,電廠氨氣逃逸濃度被限定在3ppm以下,濃度很低,且煙道環(huán)境惡劣,因此要求系統(tǒng)有良好的探測(cè)精度和良好的穩(wěn)定性。根據(jù)這些應(yīng)用需求,本論文研發(fā)了一套針對(duì)逃逸氨的直插式氨氣濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用STM32芯片作為MCU, TDLAS技術(shù)作為探測(cè)方法,DFB激光器作為測(cè)量光源,通過激光器波長(zhǎng)調(diào)制和二次諧波檢測(cè)完成痕量氨氣微弱濃度信號(hào)的提取,經(jīng)24位AD采集和數(shù)字濾波將濃度值由STM32傳至顯示面板或上位機(jī),完成濃度測(cè)量。在測(cè)量端,本系統(tǒng)采用直插式角錐系統(tǒng)的設(shè)計(jì),增加了吸收光程和探測(cè)靈敏度,降低了儀器安裝調(diào)試難度,同時(shí)提高了光路穩(wěn)定性；在信號(hào)處理端,本系統(tǒng)通過諧波信號(hào)標(biāo)態(tài)化扣除背景信號(hào),提高了系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確性和探測(cè)精度,經(jīng)實(shí)物研發(fā)和實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,該測(cè)量系統(tǒng)精度可達(dá)0.1ppm,滿足逃逸氨測(cè)量要求。本論文主要分原理、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)三大部分,原理部分主要包括煙氣脫硝原理,DFB激光器的工作原理和調(diào)諧方式,TDLAS光譜分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法和諧波檢測(cè)理論的推導(dǎo),設(shè)計(jì)部分主要包括氨氣吸收波段的選擇,系統(tǒng)測(cè)量方式的選擇,系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì),直插式角錐系統(tǒng)的設(shè)計(jì),系統(tǒng)光路和氣室的設(shè)計(jì),儀器硬件電路系統(tǒng)的開發(fā)和下位機(jī)軟件的開發(fā)。實(shí)驗(yàn)部分主要包括測(cè)試系統(tǒng)的搭建,波長(zhǎng)調(diào)制參數(shù)的優(yōu)化,信號(hào)標(biāo)態(tài)化的處理和儀器精度的分析。
【關(guān)鍵詞】：直插式 逃逸氨檢測(cè) 二次諧波 TDLAS DFB STM32
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X84;X773
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 緒論10-15
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容13-15
• 1.3.1 課題主要工作13-14
• 1.3.2 論文章節(jié)安排14-15
• 2. 系統(tǒng)原理及要求15-24
• 2.1 煙氣脫硝原理15-17
• 2.1.1 煙氣脫硝實(shí)現(xiàn)方法15-16
• 2.1.2 逃逸氨測(cè)量要求16-17
• 2.2 分布式反饋激光器17-19
• 2.2.1 分布式反饋激光器原理及調(diào)諧方式17-19
• 2.2.2 DFB-LD和DBR-LD19
• 2.3 TDLAS原理19-24
• 2.3.1 氣體紅外吸收光譜20
• 2.3.2 TDLAS技術(shù)20-21
• 2.3.3 波長(zhǎng)調(diào)制方法21-22
• 2.3.4 諧波檢測(cè)理論22-24
• 3. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)24-38
• 3.1 吸收波段的選擇24
• 3.2 激光器的選擇24-26
• 3.3 探測(cè)器的選擇26-28
• 3.4 測(cè)量方式的選擇28-30
• 3.5 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)30-32
• 3.6 系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)32-35
• 3.6.1 角錐系統(tǒng)33-34
• 3.6.2 系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)34-35
• 3.7 系統(tǒng)氣室設(shè)計(jì)35-38
• 3.7.1 參考?xì)馐以O(shè)計(jì)35-36
• 3.7.2 測(cè)量氣室的設(shè)計(jì)36-38
• 4. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)38-49
• 4.1 STM32芯片38
• 4.2 激光器驅(qū)動(dòng)模塊38-41
• 4.3 激光器溫控模塊41-42
• 4.4 激光器狀態(tài)檢測(cè)模塊42-44
• 4.4.1 激光器溫度監(jiān)控43
• 4.4.2 激光器工作電流監(jiān)控43-44
• 4.5 次諧波信號(hào)處理模塊44-46
• 4.6 AD采集模塊46-49
• 5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-58
• 5.1 AD采集軟件設(shè)計(jì)49-55
• 5.1.1 AD芯片的設(shè)置50-52
• 5.1.2 數(shù)據(jù)采集52-55
• 5.2 激光器狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)55-57
• 5.3 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)57-58
• 6. 系統(tǒng)測(cè)試與分析58-66
• 6.1 系統(tǒng)搭建58-59
• 6.2 檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的選擇59-62
• 6.3 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析62-66
• 6.3.1 次諧波信號(hào)標(biāo)態(tài)化62-64
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析64-66
• 7. 結(jié)論與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 作者簡(jiǎn)介70

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1 陳方;關(guān)于滾動(dòng)直插式插秧機(jī)理論上的分歧[J];糧油加工與食品機(jī)械;1981年10期

2 江鎮(zhèn)海;硫酸焙燒爐直插式氧化鋯氧量分析儀通過鑒定[J];化工裝備技術(shù);2000年04期

3 張漢民;;國(guó)產(chǎn)氧化鋯定氧探頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[J];化工自動(dòng)化及儀表;1984年03期

4 王貴虎;陳明;;單相兩極直插式設(shè)備插頭尺寸的測(cè)量方法[J];電子質(zhì)量;2010年03期

5 ;魏德米勒的PRV直插式信號(hào)集結(jié)端子和PPV直插式分線端子[J];石油化工自動(dòng)化;2013年01期

6 蔡朝剛;;真空管直插式非承壓太陽(yáng)能熱水器使用過程中的真空管炸裂的原因分析[J];陽(yáng)光能源;2008年02期

7 ;[J];;年期

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1 溫強(qiáng);基于TDLAS直插式氨氣在線檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 王瑩;直插式電廠煙氣成分檢測(cè)裝置研究[D];華中科技大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：536151