23495.基于光聲光譜技術的多組分微量氣體檢測研究

1、中圖分類號UDC06593453碩士學位論文學校代碼密級10533公玨基于光聲光譜技術的多組分微量氣體檢測研究MuiticomponenttracegasesdetectionbasedonWlotoacousticspectroscopy’作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：李奔榮電子科學與技術氣體傳感器物理與電子學院許雪梅副教授論文答辯日期叢!壘!芏3。答辯委員會主中南大學2014年5月碩士學位論文摘要基于光聲光

2、譜技術的多組分微量氣體檢測研究摘要：大氣中存在多種微量有毒有害氣體，嚴重影響甚至危及人們的生命安全。光聲光譜微量氣體檢測技術通過探測光聲效應產生的聲波幅值檢測氣體濃度，相比其它氣體檢測法具有不消耗氣樣、穩(wěn)定性好、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點。由于氣體檢測現場環(huán)境復雜多變、待測氣體濃度通常很低，加上多組分氣體間存在交叉吸收，提高光聲光譜儀檢測穩(wěn)定性和檢測精度一直以來都是科研工作者們關注的重點。從分子能級躍遷理論著手，深入分析了光聲效應的發(fā)熱與

3、發(fā)聲形成過程。搭建了光聲池中聲壓分布模型，得到光聲信號與氣體濃度的關系式。在理論的基礎上分析了氣體光聲光譜檢測系統(tǒng)的各個模塊。根據相干性將系統(tǒng)中噪聲分為兩類并分別進行了分析。光聲池是整個系統(tǒng)設計的關鍵部位，論文重點對光聲池設計思路做了闡述。建立了光聲信號傳輸模型，對光聲信號的產生進行了模擬，根據得到的模擬結果指導設計了光聲池幾何結構。針對光聲系統(tǒng)中各種噪聲總結分析了相應的去噪方法。通過HITRAN數據庫查詢結合氣體吸收系數計算理論仿真計

4、算得出了NO：、NO、CO、H20這四種氣體的吸收譜線。以幾種氣體特征頻譜處吸收譜線為分析對象，仿真了其吸收系數隨壓強、溫度的變化曲線。設計了微量氣體光聲檢測裝置，并從理論上給出系統(tǒng)檢測靈敏度。其后，論文針對多組分氣體檢測存在的交叉吸收影響，建立了徑向基神經網絡模型，運用該模型對NO氣體進行了濃度計算，計算結果相對于真實值誤差低于2％，驗證了該模型的可行性。圖28幅，表6個，參考文獻7l篇。關鍵詞：光聲光譜；微量氣體；光聲池；氣體傳感器