23495.基于光聲光譜技術(shù)的多組分微量氣體檢測(cè)研究

1、中圖分類(lèi)號(hào)UDC06593453碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級(jí)10533公玨基于光聲光譜技術(shù)的多組分微量氣體檢測(cè)研究MuiticomponenttracegasesdetectionbasedonWlotoacousticspectroscopy’作者姓名：學(xué)科專(zhuān)業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：李奔榮電子科學(xué)與技術(shù)氣體傳感器物理與電子學(xué)院許雪梅副教授論文答辯日期叢!壘!芏3。答辯委員會(huì)主中南大學(xué)2014年5月碩士學(xué)位論文摘要基于光聲光

2、譜技術(shù)的多組分微量氣體檢測(cè)研究摘要：大氣中存在多種微量有毒有害氣體，嚴(yán)重影響甚至危及人們的生命安全。光聲光譜微量氣體檢測(cè)技術(shù)通過(guò)探測(cè)光聲效應(yīng)產(chǎn)生的聲波幅值檢測(cè)氣體濃度，相比其它氣體檢測(cè)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(diǎn)。由于氣體檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變、待測(cè)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(cè)穩(wěn)定性和檢測(cè)精度一直以來(lái)都是科研工作者們關(guān)注的重點(diǎn)。從分子能級(jí)躍遷理論著手，深入分析了光聲效應(yīng)的發(fā)熱與

3、發(fā)聲形成過(guò)程。搭建了光聲池中聲壓分布模型，得到光聲信號(hào)與氣體濃度的關(guān)系式。在理論的基礎(chǔ)上分析了氣體光聲光譜檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊。根據(jù)相干性將系統(tǒng)中噪聲分為兩類(lèi)并分別進(jìn)行了分析。光聲池是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位，論文重點(diǎn)對(duì)光聲池設(shè)計(jì)思路做了闡述。建立了光聲信號(hào)傳輸模型，對(duì)光聲信號(hào)的產(chǎn)生進(jìn)行了模擬，根據(jù)得到的模擬結(jié)果指導(dǎo)設(shè)計(jì)了光聲池幾何結(jié)構(gòu)。針對(duì)光聲系統(tǒng)中各種噪聲總結(jié)分析了相應(yīng)的去噪方法。通過(guò)HITRAN數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)結(jié)合氣體吸收系數(shù)計(jì)算理論仿真計(jì)

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(duì)象，仿真了其吸收系數(shù)隨壓強(qiáng)、溫度的變化曲線。設(shè)計(jì)了微量氣體光聲檢測(cè)裝置，并從理論上給出系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度。其后，論文針對(duì)多組分氣體檢測(cè)存在的交叉吸收影響，建立了徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，運(yùn)用該模型對(duì)NO氣體進(jìn)行了濃度計(jì)算，計(jì)算結(jié)果相對(duì)于真實(shí)值誤差低于2％，驗(yàn)證了該模型的可行性。圖28幅，表6個(gè)，參考文獻(xiàn)7l篇。關(guān)鍵詞：光聲光譜；微量氣體；光聲池；氣體傳感器