基于近紅外吸收原理的甲烷濃度檢測研究.pdf

1、甲烷是一種易燃、易爆氣體，是礦井瓦斯和多種液體燃料的主要成分，及時準確地檢測甲烷濃度對工礦安全生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測有著極其重要的意義。光纖氣體傳感技術(shù)是一種高靈敏度的氣體檢測技術(shù)。論文以甲烷濃度檢測為目的，進行基于近紅外吸收原理的光纖甲烷氣體傳感技術(shù)的研究。論文的主要工作如下：
　　首先，論述了近紅外吸收型光纖氣體傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，分析了光纖氣體傳感中的影響因素和關(guān)鍵技術(shù)。通過對分子光譜理論的分析，給出氣體吸收測量的理論

2、基礎(chǔ)，并確定了甲烷氣體的近紅外吸收譜線，對其吸收特性進行分析，為傳感器數(shù)學(xué)模型的建立奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，針對甲烷在近紅外波段吸收弱的特點，把光譜調(diào)制技術(shù)用于濃度檢測。詳細論述了波長調(diào)制和諧波檢測的基本原理，通過數(shù)值模擬確定了諧波次數(shù)的選取，建立了諧波檢測的數(shù)學(xué)模型和基于諧波檢測原理的雙光路檢測方案；分析了強度調(diào)制和甲烷濃度差分檢測原理，建立了光纖光柵式差分檢測方案；并給出了檢測微弱信號的鎖相放大技術(shù)，實現(xiàn)了所測信號的提取和放