本文關(guān)鍵詞：基于CARS光譜的小分子烴類(lèi)實(shí)時(shí)探測(cè)研究

  更多相關(guān)文章： 三階非線(xiàn)性極化率 分時(shí)窄帶CARS 烯烴 簡(jiǎn)化模型 誤差分析

【摘要】：相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent Anti-stokes Raman scattering,CARS)技術(shù)具有速度快,靈敏度高的優(yōu)點(diǎn),它不同于普通拉曼光譜技術(shù),具有高空間分辨率、抗噪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)�；谶@些優(yōu)點(diǎn),CARS光譜技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微量物質(zhì)、燃燒過(guò)程中成分與濃度的瞬態(tài)分析。本論文針對(duì)甲醇制烯烴(MTO)產(chǎn)物中多種組分烴類(lèi)的探測(cè)需求,主要詳細(xì)分析CARS理論基礎(chǔ)以及對(duì)甲烷、乙烷、乙烯和丙烯等低碳烴類(lèi)濃度探測(cè)進(jìn)行了探究。本文在理論上通過(guò)麥克斯韋方程組和非線(xiàn)性光學(xué)理論方程得到了CARS信號(hào)強(qiáng)度方程,并重點(diǎn)討論了影響CARS信號(hào)強(qiáng)度的主要因素—三階非線(xiàn)性極化率,主要研究了忽略非共振項(xiàng)情況下的CARS信號(hào)強(qiáng)度變化趨勢(shì),并簡(jiǎn)化得到了組分濃度和CARS信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系。本文在實(shí)驗(yàn)上采用分時(shí)窄帶CARS光譜探測(cè)多種拉曼活性氣體濃度的方法,建立了掃描式窄帶CARS光譜技術(shù)探測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置,用于快速在線(xiàn)分析催化化工等領(lǐng)域中各類(lèi)流體的組分。利用該裝置對(duì)甲烷、乙烷、乙烯和丙烯分別進(jìn)行CARS光譜掃描,獲得了各分子的CARS譜對(duì)應(yīng)的拉曼譜,并在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行了比對(duì)實(shí)驗(yàn),得到不同分子特征峰處的CARS信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)氣體濃度及其他背景氣體之間的關(guān)系。通過(guò)建立多組分實(shí)時(shí)探測(cè)模型對(duì)不同分子的CARS信號(hào)特征峰強(qiáng)度信息進(jìn)行解析,得到四種氣體之間的影響關(guān)系,并探測(cè)了甲烷、乙烯和丙烯三種混合氣體的濃度比值,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。
【關(guān)鍵詞】：三階非線(xiàn)性極化率 分時(shí)窄帶CARS 烯烴 簡(jiǎn)化模型 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O623.1;O657.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 引言7-8
• 1.2 CARS簡(jiǎn)介8-10
• 1.3 CARS發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排以及研究的主要內(nèi)容13-14
• 第二章 CARS光譜理論研究14-21
• 2.1 非線(xiàn)性光學(xué)理論14-16
• 2.2 CARS光強(qiáng)表達(dá)式推導(dǎo)16-18
• 2.3 三階非線(xiàn)性極化率理論推導(dǎo)18-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 掃描式窄帶CARS光譜探測(cè)裝置21-32
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置的搭建21-22
• 3.2 乙烯和丙烯的CARS光譜22-24
• 3.3 四種氣體的CARS譜對(duì)應(yīng)的拉曼譜24-27
• 3.4 多組分實(shí)時(shí)探測(cè)模型27-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 烯烴的濃度探測(cè)及誤差分析32-44
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置的搭建32-34
• 4.2 不同積分時(shí)間甲烷的濃度探測(cè)34-36
• 4.3 甲烷、乙烯和丙烯的濃度探測(cè)36-38
• 4.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析38-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第五章 總結(jié)與展望44-45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 致謝48-49
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文49

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