隨著國家對生產力的發(fā)展與環(huán)境保護關系的重新定位,環(huán)境的監(jiān)測日趨重要,監(jiān)測方法多種多樣,其中非接觸式的光學檢測方法發(fā)展迅速。可調諧二極管激光吸收光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、分辨率高、信噪比高、響應快速、環(huán)境適應性好、可同時對多種氣體進行在線監(jiān)測等特點,成為氣體實時在線監(jiān)測的主流技術。 信噪比是衡量TDLAS微量氣體激光檢測系統(tǒng)性能的最重要指標。對可調諧二極管激光器采用電流直接調制可實現(xiàn)頻率調制,但同時會伴隨發(fā)生振幅調制。TDLAS微量氣體檢測系統(tǒng)常用二次諧波檢測的方法測量微量氣體濃度。由于在頻率調制和伴隨發(fā)生的振幅調制之間存在相位差,有必要研究調制相位差對二次諧波信號、對殘余幅度調制噪聲以及對信噪比的影響。研究中采用包含調制相位差的FM-AM方法分析和提取二次諧波信號,推導了調制相位差分別與二次諧波信號和殘余幅度調制噪聲的函數(shù)關系表達式。選取典型的檢測參數(shù)和洛倫茲線型函數(shù)為計算條件,分別以二次諧波信號左右峰谷差值為檢測信號,最后再分別計算了相應的檢測系統(tǒng)信噪比。 研究結果表明不同的調制相位差得到的信號、噪聲、信噪比都不同,其差異性不可忽視,說明調制相位差是影響信噪比的一個重要因素,即為...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景、目的和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.2.1 TDLAS發(fā)展歷程
        1.2.2 SNR研究歷程
    1.3 本文的主要研究內容
第2章 TDLAS氣體分子吸收理論及系統(tǒng)構成
    2.1 氣體分子光譜的產生與吸收理論
        2.1.1 氣體分子光譜的產生
        2.1.2 氣體分子吸收譜線的線型與線寬
    2.2 比爾-朗伯定律
    2.3 HITRAN數(shù)據(jù)庫
    2.4 TDLAS氣體檢測系統(tǒng)構成
        2.4.1 極管激光光源
        2.4.2 懷特吸收池
        2.4.3 光電探測器
        2.4.4 鎖相放大器
第3章 TDLAS基本檢測方法
    3.1 直接吸收檢測
    3.2 諧波檢測
        3.2.1 諧波與微分
        3.2.2 諧波檢測原理
        3.2.3 諧波次數(shù)的選擇
第4章 FM-AM相位差對信號及噪聲的影響
    4.1 考慮調制相位差的二次諧波信號
    4.2 考慮調制相位差的殘余幅度調制噪聲
    4.3 系統(tǒng)其它噪聲分析
第5章 數(shù)值模擬計算及分析
    5.1 二次諧波信號計算
        5.1.1 計算方法
        5.1.2 計算條件
        5.1.3 計算結果
    5.2 噪聲的計算
        5.2.1 計算方法
        5.2.2 計算條件
        5.2.3 計算結果
    5.3 相位差對SNR的影響
第6章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文目錄



本文編號：3922526