【摘要】：紅外激光光聲光譜技術(shù)具有檢測(cè)靈敏度高、響應(yīng)速度快、測(cè)量抗干擾能力強(qiáng)、檢測(cè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),目前在微痕量氣體檢測(cè)方面得到了廣泛應(yīng)用。我們生活的環(huán)境中存在著許多種類(lèi)的微痕量氣體,對(duì)這些氣體進(jìn)行定性和定量分析無(wú)論是在生產(chǎn)工農(nóng)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域都有著十分重要的意義。本文針對(duì)痕量氣體濃度檢測(cè)的需求,采用光聲光譜技術(shù),研制出一套用于痕量氣體濃度檢測(cè)的儀器,并對(duì)乙烯氣體濃度進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)。主要的研究工作內(nèi)容如下:1.本文詳細(xì)剖析了紅外光譜吸收理論以及利用光聲光譜法檢測(cè)痕量氣體的基本原理。通過(guò)理論分析,建立了光聲信號(hào)同氣體濃度之間的關(guān)系,為后續(xù)采用光聲光譜技術(shù)進(jìn)行乙烯氣體濃度測(cè)量研究建立了基礎(chǔ)。2.針對(duì)痕量乙烯氣體濃度的測(cè)量需求,研制出一套光聲光譜痕量氣體檢測(cè)設(shè)備。其中,根據(jù)乙烯氣體在近紅外的吸收譜線(xiàn),選擇DFB半導(dǎo)體激光器作為輻射光源,該激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、單色性好,價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn);采用一階縱向共振式圓柱形光聲池,在理論分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)光聲池尺寸有效地提高了儀器的檢測(cè)靈敏度;選用穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊耐用的微音器檢測(cè)聲音信號(hào);提出并設(shè)計(jì)了儀器的電氣系統(tǒng)。3.利用所研制的儀器,針對(duì)不同濃度下的乙烯氣體進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn);通過(guò)實(shí)驗(yàn),確定了溫度和壓強(qiáng)對(duì)測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的影響;提出了溫度和壓強(qiáng)的修正方法,修正后的測(cè)量結(jié)果誤差小于3ppm;將所研制儀器與氣相色譜儀進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩者測(cè)量準(zhǔn)確度基本一致,前者測(cè)量時(shí)間更短,更適合工程應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TH744.4

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本文編號(hào)：2652015