工業(yè)氣體激光在線監(jiān)測(cè)儀的研制.pdf

1、當(dāng)今社會(huì),環(huán)境污染闖題日趨嚴(yán)重,引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)心和重視。我國(guó)雖然正處于高速發(fā)展階段,但是作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,要想實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展,必須采取有效措施來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題。隨著我國(guó)各項(xiàng)工業(yè)建設(shè)的蓬勃發(fā)展,工業(yè)過(guò)程在化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的各種煙氣污染問(wèn)題也日益突出,大氣環(huán)境保護(hù)工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的有害氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè),是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　 本文主要研究開(kāi)發(fā)了一套基于氣體紅外光譜吸

2、收原理的工業(yè)氣體激光在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。并針對(duì)CO氣體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)化試驗(yàn)。試驗(yàn)表明該設(shè)備在穩(wěn)定性、重復(fù)性、靈敏度、響應(yīng)速度等重要性能指標(biāo)上都有較好的表現(xiàn),能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求。同時(shí),在無(wú)需對(duì)設(shè)備電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的改動(dòng)的情況下,通過(guò)對(duì)激光器波長(zhǎng)的特定設(shè)置和光路改進(jìn),即可測(cè)量其它多種氣體的濃度,在眾多需要?dú)怏w濃度測(cè)量的工業(yè)領(lǐng)域具有好的應(yīng)用前景。
　　 本文的主要內(nèi)容可概括如下:
　　 (1)論文的緒論部分首先討論了課

3、題的來(lái)源,分析了課題的研究背景。在此基礎(chǔ)上提出了課題研究的意義。此外,還對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹并提出了研究方法與步驟。
　　 (2)第二章分析了系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及原理,基于氣體分子紅外光譜吸收理論和比爾一朗伯特定律,分析了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光技術(shù)(TDLAS)。并提出采用單線光譜技術(shù)、波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)與鎖相放大技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度的方法。
　　 (3)第三章在理論分析的基礎(chǔ)上,確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,其中中央控制單元

4、由FPGA構(gòu)建Mosll軟核實(shí)現(xiàn);光源調(diào)制單元由電流調(diào)制部分和溫度調(diào)制部分組成;微光信號(hào)檢測(cè)單元由光電探測(cè)器、前置放大部分、濾波部分和鎖相放大部分組成;數(shù)據(jù)采集控制模塊由FPGA編程控制采集芯片實(shí)現(xiàn);本章還對(duì)系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
　　 (4)第四章首先針對(duì)CO氣體進(jìn)行了吸收峰的選擇,進(jìn)而確定特定波長(zhǎng)DFBLD激光器作為光源。接著進(jìn)行了各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究,包括:光源光譜測(cè)試、樣機(jī)性能實(shí)驗(yàn)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和分析