【摘要】：揮發(fā)性有機物(VOCs)作為一類重要的有機污染物,對動植物有直接毒性,且易燃易爆,發(fā)生泄漏時容易引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故,嚴(yán)重影響了人體健康、生態(tài)環(huán)境以及社會安定。因此,開展對這類氣體的實時在線監(jiān)測技術(shù)研究,及時掌握其分布、排放及泄漏情況,具有重要的實際意義。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測技術(shù),激光吸收光譜技術(shù)得以快速發(fā)展,特別是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)因其具有響應(yīng)速度快、靈敏度和分辨率高、無損探測等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用于各類污染氣體的測量研究。近年來針對揮發(fā)性有機物在中紅外波段具有寬帶吸收光譜的特性,將經(jīng)典的TDLAS檢測技術(shù)與寬調(diào)諧范圍的外腔式量子級聯(lián)激光器相結(jié)合,構(gòu)成的外腔式量子級聯(lián)激光光譜技術(shù)已成為實現(xiàn)揮發(fā)性有機物精確分析和遙感探測的一種有效手段。本論文以商業(yè)化的外腔式量子級聯(lián)激光器作為激發(fā)光源,結(jié)合自行研制的石英音叉光電探測器,搭建了一套可用于揮發(fā)性有機物分析的測量系統(tǒng)。通過對N2O吸收光譜的測量,檢驗了實驗系統(tǒng)的線性度和石英音叉光電探測器的可靠性。以典型的揮發(fā)性有機物乙醇和丙酮為檢測對象,深入開展了理論和實驗研究,實驗測量的吸收光譜與PNNL數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)參考譜線具有良好的一致性。在實驗數(shù)據(jù)處理方面,通過結(jié)合自行建立的多元線性回歸算法與三次樣條插值算法實現(xiàn)了多組分VOC揮發(fā)物的成分識別和定量分析。此外,開展了揮發(fā)性有機物泄漏遙測技術(shù)的實驗研究,在30 m遠(yuǎn)的距離下,分別在激光器慢速和快速掃描模式下,獲得了乙醇和丙酮揮發(fā)蒸汽的吸收光譜,為未來開展�；沸孤┰诰�監(jiān)測研究奠定了良好基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN248
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 吸收光譜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 直接吸收光譜技術(shù)
        1.2.2 差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)
        1.2.3 腔衰蕩光譜技術(shù)
        1.2.4 光聲光譜技術(shù)
    1.3 量子級聯(lián)激光光譜氣體檢測技術(shù)的發(fā)展
        1.3.1 量子級聯(lián)激光器
        1.3.2 外腔式量子級聯(lián)激光器
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 基于光譜分析的氣體檢測理論
    2.1 吸收光譜基本理論
    2.2 紅外光譜數(shù)據(jù)庫概述
    2.3 光譜檢測的定性定量分析
        2.3.1 三次樣條插值算法
        2.3.2 多元線性回歸算法
    本章小結(jié)
第三章 外腔式量子級聯(lián)激光光譜技術(shù)
    3.1 實驗系統(tǒng)介紹
        3.1.1 外腔式量子級聯(lián)激光器
        3.1.2 石英音叉光電探測器
    3.2 實驗系統(tǒng)性能分析
        3.2.1 實驗裝置
        3.2.2 一氧化二氮的吸收光譜研究
    3.3 揮發(fā)性有機物檢測
        3.3.1 乙醇、丙酮的吸收光譜研究
        3.3.2 乙醇、丙酮、空氣混合物吸收光譜研究
    本章小結(jié)
第四章 揮發(fā)性有機物遙測系統(tǒng)的研究
    4.1 光譜遙測技術(shù)的發(fā)展
    4.2 實驗系統(tǒng)的設(shè)計
    4.3 揮發(fā)性有機物的遙測
        4.3.1 慢掃模式下的實驗結(jié)果分析
        4.3.2 快掃模式下的實驗結(jié)果分析
    本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

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本文編號：2852213