基于TDLAS的CO2氣體檢測分析系統(tǒng).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的生活水平顯著提高,但是在發(fā)展背后表現(xiàn)出來的資源和環(huán)境問題卻著實令人堪憂。保護(hù)生態(tài)環(huán)境和治理環(huán)境污染這一焦點(diǎn)問題已被世界各國所關(guān)注,而環(huán)境污染的主要根源在于有害氣體的排放。由工業(yè)生產(chǎn)、民用燃煤以及汽車尾氣等排放的二氧化碳?xì)怏w可以導(dǎo)致溫室效應(yīng)、土地荒漠化等嚴(yán)重后果,因此對于二氧化碳?xì)怏w的實時監(jiān)測顯得尤為重要。針對近年來迅速發(fā)展的非接觸式光學(xué)氣體檢測技術(shù),無論在精度還是在速度上都很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)氣體測量方法對于氣體濃

2、度檢測方面的不足,本文基于可調(diào)諧激光二極管吸收光譜(TDLAS)技術(shù)對二氧化碳?xì)怏w濃度進(jìn)行檢測,它是一種高分辨率的吸收光譜技術(shù),具有單模特性優(yōu)秀、精度高、響應(yīng)快、通用性強(qiáng)等優(yōu)勢。
　　本系統(tǒng)以朗伯-比爾定律為基本理論基礎(chǔ)并結(jié)合可調(diào)諧激光二極管吸收光譜技術(shù)應(yīng)用于氣體濃度檢測的相關(guān)理論,對波長調(diào)制技術(shù)和諧波探測技術(shù)進(jìn)行了理論推導(dǎo),其中包括諧波探測次數(shù)、調(diào)制深度等理論實驗參數(shù)的確定,同時,運(yùn)用氣體分子光譜和譜線線型的有關(guān)知識,對影響氣體

3、吸收譜線線寬的兩個重要因素:溫度和壓強(qiáng)進(jìn)行了研究,此外還設(shè)計組建了TDLAS系統(tǒng),通過對可調(diào)諧激光二極管的特性測試得到激光器的最佳工作條件,并對構(gòu)建的實驗系統(tǒng)進(jìn)行了二氧化碳?xì)怏w濃度檢測的實驗,分別在不同溫度和壓力下對氣體進(jìn)行檢測,對溫度和壓力對于測量濃度值產(chǎn)生的影響進(jìn)行了修正。最后利用LabVIEW進(jìn)行上位機(jī)的軟件編程,通過線性擬合得到氣體濃度的反演公式,再對標(biāo)準(zhǔn)濃度的氣體進(jìn)行測量得到比較滿意的實驗結(jié)果,基本實現(xiàn)了CO2氣體濃度的在線檢