基于激光吸收的火場毒性氣體探測研究.pdf

1、火場中存在的大量毒性氣體是危害火場人員生命的主要原因，也是進行火場撲救時的重要障礙，因此，實時檢測火場毒性氣體成分十分重要。而現(xiàn)有的檢測設(shè)備并不能同時滿足火場毒性氣體檢測所要求的實時性、多組分、高靈敏度、強的氣體選擇性以及便攜性。本文針對以上要求，對基于激光吸收的火場毒性氣體探測方法進行了研究，并搭建了實驗系統(tǒng)。 本文首先從有關(guān)的氣體探測報告和文獻出發(fā)，選擇CO和CO< ,2>為待檢測毒性氣體。然后對現(xiàn)有的毒性氣體檢測方法的分析

2、比較，確定采用基于諧波檢測的波長調(diào)制光譜技術(shù)作為系統(tǒng)的檢測方法。隨后對波長調(diào)制光譜技術(shù)原理進行了介紹。針對多組分氣體探測的要求，分析了基于波長調(diào)制光譜技術(shù)的常見多組分氣體檢測方案，通過比較采用多激光器配合合波器分時復(fù)用的方案。以HITRAN04數(shù)據(jù)庫中CO、CO<,2>、常見干擾氣體O<,2>和H<,2>O的吸收線和光纖通信常用波段為依據(jù)，確定了CO在6380．3013cm<'-1>處吸收線和CO<,2>在6214．5877cm<'-1

3、>處吸收線為待測吸收線。隨后對影響波長調(diào)制光譜技術(shù)檢測精度的因素及其解決方法進行了分析，選擇采用背景扣除配合最小二乘法作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法。隨后介紹了實驗系統(tǒng)的總體組成并重點介紹了多通道激光器控制器的設(shè)計，該激光控制器集成了電流驅(qū)動和溫度控制功能并能同時控制4只半導(dǎo)體激光器，簡化了系統(tǒng)中電子設(shè)備的復(fù)雜性。最后通過對CO、CO<,2>的濃度測量實驗驗證了設(shè)計的激光控制器及所采用的數(shù)據(jù)分析方法的可行性。 實驗證明所設(shè)計激光控制器的