工業(yè)氣體激光在線監(jiān)測儀的研制.pdf

1、當今社會,環(huán)境污染闖題日趨嚴重,引起了人們越來越多的關心和重視。我國雖然正處于高速發(fā)展階段,但是作為一個發(fā)展中國家,要想實現(xiàn)社會經濟的可持續(xù)性發(fā)展,必須采取有效措施來應對環(huán)境污染問題。隨著我國各項工業(yè)建設的蓬勃發(fā)展,工業(yè)過程在化學反應時產生的各種煙氣污染問題也日益突出,大氣環(huán)境保護工作面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,如何實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的有害氣體濃度進行實時準確地監(jiān)測,是一個亟待解決的問題。
　　 本文主要研究開發(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)測設備。并針對CO氣體進行了實驗室試驗和工業(yè)化試驗。試驗表明該設備在穩(wěn)定性、重復性、靈敏度、響應速度等重要性能指標上都有較好的表現(xiàn),能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場應用的要求。同時,在無需對設備電路結構進行大的改動的情況下,通過對激光器波長的特定設置和光路改進,即可測量其它多種氣體的濃度,在眾多需要氣體濃度測量的工業(yè)領域具有好的應用前景。
　　 本文的主要內容可概括如下:
　　 (1)論文的緒論部分首先討論了課

3、題的來源,分析了課題的研究背景。在此基礎上提出了課題研究的意義。此外,還對國內外相關技術的研究現(xiàn)狀進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)關鍵技術及原理,基于氣體分子紅外光譜吸收理論和比爾一朗伯特定律,分析了可調諧半導體激光技術(TDLAS)。并提出采用單線光譜技術、波長調制技術與鎖相放大技術來提高系統(tǒng)的檢測靈敏度的方法。
　　 (3)第三章在理論分析的基礎上,確定了系統(tǒng)設計方案,其中中央控制單元

4、由FPGA構建Mosll軟核實現(xiàn);光源調制單元由電流調制部分和溫度調制部分組成;微光信號檢測單元由光電探測器、前置放大部分、濾波部分和鎖相放大部分組成;數(shù)據采集控制模塊由FPGA編程控制采集芯片實現(xiàn);本章還對系統(tǒng)光路設計進行了簡單介紹。
　　 (4)第四章首先針對CO氣體進行了吸收峰的選擇,進而確定特定波長DFBLD激光器作為光源。接著進行了各項實驗研究,包括:光源光譜測試、樣機性能實驗和工業(yè)現(xiàn)場試驗,并對實驗結果進行討論和分析