可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）具有高靈敏度、高選擇性和快速響應(yīng)等特點(diǎn),是氣體探測中的主流技術(shù),被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控和生物醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。為克服傳統(tǒng)TDLAS技術(shù)成本高以及長時間工作過程中由于中心波長偏移造成的穩(wěn)定性差等問題,本論文提出了一種與關(guān)聯(lián)光譜和波長調(diào)制光譜相結(jié)合的多模二極管激光吸收光譜技術(shù)（TMDL-COSPEC-WMS）,設(shè)計建立了相應(yīng)的測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用該系統(tǒng)開展了CC2、CH4等溫室氣體分子以及CO等有害氣體分子的檢測方法研究。溫室氣體分子CO2的TMDL-COSPEC-WMS測量采用了價格低廉、體積微小的FP型多模二極管激光器（MDL）,中心波長位于1570 nm,發(fā)射光譜和CO2氣體分子的吸收光譜有很好的交疊,可獲得多個CO2氣體分子的特征吸收信號。C02分子在該波段吸收譜線分布比較離散,通過參考信號和測量信號之間的相關(guān)度比較實(shí)現(xiàn)了可用信號的篩選。利用所選多個二次諧波信號峰值高度之間的關(guān)系,經(jīng)線性回歸實(shí)現(xiàn)了對CO2氣體濃度的準(zhǔn)確測量。另外,還采用中心波長位于760 nm的FP型多模二極管激光器,用本技術(shù)開展了O2氣體檢測方法的研究。利用多信號... 

【文章來源】：上海理工大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 大氣成分檢測的基本方法
        1.2.1 化學(xué)測量方法
        1.2.2 光學(xué)和光譜學(xué)技術(shù)
    1.3 TDLAS技術(shù)及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 可調(diào)諧二極管激光光源
        1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 TMDLAS技術(shù)及研究現(xiàn)狀
    1.5 靈敏探測技術(shù)
        1.5.1 長程吸收光譜技術(shù)
        1.5.2 基于高精細(xì)度諧振腔吸收光譜技術(shù)
        1.5.3 波長調(diào)制和頻率調(diào)制光譜技術(shù)
        1.5.4 平衡探測技術(shù)
        1.5.5 背景扣除技術(shù)
    1.6 論文的主要內(nèi)容及特點(diǎn)
第二章 激光吸收光譜理論
    2.1 吸收光譜的形成
    2.2 直接吸收光譜
        2.2.1 Beer-Lambert定律
        2.2.2 吸收譜線線型
    2.3 波長調(diào)制光譜
    2.4 關(guān)聯(lián)光譜
    2.5 TMDL-COSPEC-WMS技術(shù)原理
    2.6 HITRAN數(shù)據(jù)庫
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于TMDL-COSPEC-WMS的氣體測量技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 二氧化碳測量的實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 吸收光譜的選擇
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.3 氧氣測量的實(shí)驗(yàn)研究
        3.3.1 吸收譜線選擇
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 長程吸收技術(shù)在多模激光光譜中的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 甲烷的測量實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 吸收譜線選擇
        4.2.2 壓強(qiáng)及溫度的影響
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.4 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析
    4.3 基于TMDL-WMS的C0測量技術(shù)研究
        4.3.1 引言
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
4和C0的同時探測">第五章 實(shí)際大氣中CH₄和C0的同時探測
    5.1 引言
    5.2 測量系統(tǒng)的設(shè)計
        5.2.1 吸收譜線的選擇
        5.2.2 壓強(qiáng)及溫度的影響
    5.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及過程
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.4.1 系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性和線性度
        5.4.2 測量的靈敏度和穩(wěn)定性
        5.4.3 探測極限
        5.4.4 長期運(yùn)行能力
        5.4.5 與其他類似系統(tǒng)的對比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開發(fā)表的論文和承擔(dān)科研項(xiàng)目及取得成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于TDLAS礦井瓦斯氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 余學(xué)義,陳強(qiáng)強(qiáng),施文剛.  煤礦安全. 2010(03)
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博士論文
[1]氣體監(jiān)測的可調(diào)諧多模二極管激光關(guān)聯(lián)光譜技術(shù)研究[D]. 婁秀濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]激光誘導(dǎo)熒光光譜在多相催化研究中的應(yīng)用[D]. 陳鈞.中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所） 2004

碩士論文
[1]基于TDLAS的痕量氣體濃度探測技術(shù)研究[D]. 王子龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]基于TDLAS的天然氣泄漏檢測技術(shù)研究[D]. 韓小磊.中國石油大學(xué) 2009
[3]二氧化碳濃度監(jiān)測的二極管激光光譜技術(shù)研究[D]. 白云峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3157101