【摘要】：紅外激光光聲光譜技術具有檢測靈敏度高、響應速度快、測量抗干擾能力強、檢測范圍廣等優(yōu)點,目前在微痕量氣體檢測方面得到了廣泛應用。我們生活的環(huán)境中存在著許多種類的微痕量氣體,對這些氣體進行定性和定量分析無論是在生產(chǎn)工農(nóng)領域、生物醫(yī)學領域、環(huán)境檢測領域都有著十分重要的意義。本文針對痕量氣體濃度檢測的需求,采用光聲光譜技術,研制出一套用于痕量氣體濃度檢測的儀器,并對乙烯氣體濃度進行了測量實驗。主要的研究工作內容如下:1.本文詳細剖析了紅外光譜吸收理論以及利用光聲光譜法檢測痕量氣體的基本原理。通過理論分析,建立了光聲信號同氣體濃度之間的關系,為后續(xù)采用光聲光譜技術進行乙烯氣體濃度測量研究建立了基礎。2.針對痕量乙烯氣體濃度的測量需求,研制出一套光聲光譜痕量氣體檢測設備。其中,根據(jù)乙烯氣體在近紅外的吸收譜線,選擇DFB半導體激光器作為輻射光源,該激光器具有結構緊湊、使用壽命長、響應速度快、單色性好,價格合理等優(yōu)點;采用一階縱向共振式圓柱形光聲池,在理論分析的基礎上,通過優(yōu)化設計光聲池尺寸有效地提高了儀器的檢測靈敏度;選用穩(wěn)定性強、結構緊湊耐用的微音器檢測聲音信號;提出并設計了儀器的電氣系統(tǒng)。3.利用所研制的儀器,針對不同濃度下的乙烯氣體進行了測量實驗;通過實驗,確定了溫度和壓強對測量靈敏度和準確度的影響;提出了溫度和壓強的修正方法,修正后的測量結果誤差小于3ppm;將所研制儀器與氣相色譜儀進行了對比實驗,實驗結果表明兩者測量準確度基本一致,前者測量時間更短,更適合工程應用。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH744.4

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本文編號：2652015