基于激光吸收的火場(chǎng)毒性氣體探測(cè)研究.pdf

1、火場(chǎng)中存在的大量毒性氣體是危害火場(chǎng)人員生命的主要原因，也是進(jìn)行火場(chǎng)撲救時(shí)的重要障礙，因此，實(shí)時(shí)檢測(cè)火場(chǎng)毒性氣體成分十分重要。而現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備并不能同時(shí)滿足火場(chǎng)毒性氣體檢測(cè)所要求的實(shí)時(shí)性、多組分、高靈敏度、強(qiáng)的氣體選擇性以及便攜性。本文針對(duì)以上要求，對(duì)基于激光吸收的火場(chǎng)毒性氣體探測(cè)方法進(jìn)行了研究，并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 本文首先從有關(guān)的氣體探測(cè)報(bào)告和文獻(xiàn)出發(fā)，選擇CO和CO< ,2>為待檢測(cè)毒性氣體。然后對(duì)現(xiàn)有的毒性氣體檢測(cè)方法的分析

2、比較，確定采用基于諧波檢測(cè)的波長調(diào)制光譜技術(shù)作為系統(tǒng)的檢測(cè)方法。隨后對(duì)波長調(diào)制光譜技術(shù)原理進(jìn)行了介紹。針對(duì)多組分氣體探測(cè)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(cè)方案，通過比較采用多激光器配合合波器分時(shí)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(cè)吸收線。隨后對(duì)影響波長調(diào)制光譜技術(shù)檢測(cè)精度的因素及其解決方法進(jìn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體組成并重點(diǎn)介紹了多通道激光器控制器的設(shè)計(jì)，該激光控制器集成了電流驅(qū)動(dòng)和溫度控制功能并能同時(shí)控制4只半導(dǎo)體激光器，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)中電子設(shè)備的復(fù)雜性。最后通過對(duì)CO、CO<,2>的濃度測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的激光控制器及所采用的數(shù)據(jù)分析方法的可行性。 實(shí)驗(yàn)證明所設(shè)計(jì)激光控制器的