近年來全球大氣污染問題日益嚴(yán)峻,大氣中的NOx及NH3是二次細(xì)顆粒物的主要前體物,對霧霾的形成具有重要作用。NOx及NH3是空氣質(zhì)量的重要指標(biāo),其精確的源匯變化與空間分布數(shù)據(jù)對氣象觀測及人類生產(chǎn)生活具有積極的指導(dǎo)作用。當(dāng)下,滿足大氣環(huán)境條件下NOx及NH3的精確快速的檢測技術(shù)仍然有待探索。本文深入研究了中紅外可調(diào)諧半導(dǎo)體激光波長調(diào)制光譜（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）技術(shù)。WMS具有高選擇,高分辨率及快速響應(yīng)等特點,WMS進(jìn)一步提高檢測頻率來減小低頻噪聲,結(jié)合日趨成熟的量子級聯(lián)激光器（Quantum Cascade Laser,QCL）,可以拓寬光譜范圍實現(xiàn)待測氣體分子強(qiáng)吸收譜線的測量,極大地提高氣體濃度測量下限,滿足環(huán)境大氣測量需求。本文深入研究了 NOx及NH3的中紅外波段吸收譜線,分別選取了 NO、NO2及NH3位于1900.0 cm-1 1600.0 cm-1以及1103.4 cm-1處的強(qiáng)吸收譜線。模擬計算了大氣環(huán)境下選擇譜線處的吸收光譜和二次諧波信號,定量地分析了 H2O及CO2對目標(biāo)氣體的影響。大氣中H2O及CO2短期濃度波... 

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 NO_2及NH_3檢測技術(shù)
    1.3 基于中紅外吸收光譜NO_x及NH_3檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 激光吸收光譜技術(shù)原理
    2.1 吸收光譜原理
    2.2 直接吸收光譜技術(shù)
    2.3 波長調(diào)制光譜技術(shù)
        2.3.1 波長調(diào)制光譜技術(shù)理論分析
        2.3.2 波長調(diào)制光譜技術(shù)標(biāo)定方法分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于中紅外DFB-QCL的NO_x/NH_3檢測系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 測量系統(tǒng)整體方案設(shè)計
    3.2 NO_x/ NH_3測量目標(biāo)譜線選擇及QCL選擇
    3.3 電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 QCL電流源電路
        3.3.2 QCL溫控電路
        3.3.3 二級制冷與溫度監(jiān)測電路
        3.3.4 微弱信號檢測與數(shù)據(jù)采集模塊
    3.4 光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.1 多光束合束系統(tǒng)
        3.4.2 開放式多次反射池
    3.5 基于Labview的濃度反演軟件設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)性能測試與優(yōu)化
    4.1 系統(tǒng)參數(shù)測試優(yōu)化
        4.1.1 調(diào)制解調(diào)參數(shù)優(yōu)化
        4.1.2 激光器頻率響應(yīng)測試
        4.1.3 系統(tǒng)標(biāo)定
        4.1.4 系統(tǒng)波長穩(wěn)定性優(yōu)化
    4.2 系統(tǒng)性能測試
        4.2.1 系統(tǒng)Allan方差分析
        4.2.2 零點漂移,量程漂移測試
        4.2.3 示值誤差測試
        4.2.4 重復(fù)性測試
        4.2.5 穩(wěn)定性測試
    4.3 本章小結(jié)
第5章 外場實驗研究
    5.1 環(huán)境空氣中NO_x及NH_3連續(xù)測量結(jié)果與對比分析
    5.2 合肥環(huán)線走航檢測分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]化學(xué)發(fā)光法大氣NOx監(jiān)測儀器系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[D]. 艾錦云.華南師范大學(xué) 2004



本文編號：3719810