一氧化碳（CO）是環(huán)境污染物的重要組成部分,同時(shí)也是一種無色無味的劇毒氣體,它產(chǎn)生于發(fā)電、化石燃料或其他含碳燃料的不完全燃燒活動(dòng)中。環(huán)境中的CO能與羥基發(fā)生反應(yīng),間接加劇全球變暖;醫(yī)療中,CO可作判斷哮喘、糖尿病等疾病的指標(biāo)。因此,對于CO的高靈敏度探測在各個(gè)方面都具有重要的影響。石英增強(qiáng)光聲光譜技術(shù)（Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS）是一種基于光聲效應(yīng)的新型氣體探測技術(shù),具有成本低、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn),目前是探測易燃易爆或有毒氣體的常用手段。本文以CO位于2330.19nm(4291.5 cm^-1)處的氣體吸收線為目標(biāo)譜線,以提高傳感器的探測能力和實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn),采用新型尺寸的石英音叉、3D打印小型化單元、定制的梯度折射率透鏡（Gradient index lens,Grin透鏡）,對氣體傳感器進(jìn)行了優(yōu)化。在基礎(chǔ)理論部分,對氣體分子吸收理論進(jìn)行了簡要介紹;對光聲光譜的技術(shù)原理進(jìn)行了具體的闡述;對石英音叉的壓電效應(yīng)與物理參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)的討論;對共振腔增強(qiáng)原理進(jìn)行了深入的分析。在仿真計(jì)算部分,基... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于QEPAS的多通道氣體傳感器[15]

圖 1-1 基于 QEPAS 的多通道氣體傳感器[15]，美國 Rice 大學(xué)的 Ma、Tittel 等人[16]搭建了基于 QCL 的 置如圖 1-2 所示。QCL 的輸出波長為 4.61 μm，可以覆蓋 C中 2165.6 cm-1與 2169.2 cm-1的兩條譜線。傳感器實(shí)現(xiàn)的的歸一化等效噪聲吸收系數(shù)為 1.61×10-8cm-1W/√Hz。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文行了長達(dá)十三天的連續(xù)監(jiān)測，并用一個(gè)商業(yè)化的電化學(xué)傳感器結(jié)果驗(yàn)證，該 QEPAS 傳感器的 MDL 為 3 ppb。在測量期間99.1±81.4 ppb，獲得的濃度最值為 210.5 ppb 和 4307.9 ppb。電AS 傳感器獲得的結(jié)果較為一致（R2=0.7），下圖 1-3 和 1-4 為不同時(shí)間下兩種傳感器測量的 CO 濃度分布圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光通信用自聚焦透鏡的制備[J]. 金龍文,郝寅雷,王巖,齊冰,趙文興.  光學(xué)精密工程. 2002(05)

博士論文
[1]TDLAS譜線畸變產(chǎn)生機(jī)理與校正技術(shù)研究[D]. 朱存光.山東大學(xué) 2015
[2]基于TDLAS的痕量乙烯氣體檢測技術(shù)研究[D]. 潘衛(wèi)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]石英增強(qiáng)光聲光譜技術(shù)研究與探索[D]. 鮑偉義.重慶大學(xué) 2011



本文編號：3600928