非分光紅外甲烷分析儀的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，礦井、油田、電力系統(tǒng)安全保護(hù)以及環(huán)境保護(hù)成為越來越值得重視的問題。數(shù)以萬計(jì)的大型工廠和礦業(yè)部門排放出大量的易燃、易爆、有毒、有害氣體，使人類的生存環(huán)境和人身安全受到嚴(yán)重威脅，因此對這些氣體進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)檢測對于工礦安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)有特別重要的意義。 本論文以礦井瓦斯的主要成份甲烷為目標(biāo)氣體，設(shè)計(jì)了一種基于非分光紅外檢測技術(shù)的甲烷分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)克服了國內(nèi)傳統(tǒng)氣體傳感器易中毒、檢測范圍窄、防爆性差等缺點(diǎn)，具

2、有響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)范圍大、防燃防爆、防電磁干擾、不易中毒等優(yōu)點(diǎn)?？蓪鞲衅鞣胖迷谌撕蛢x器不易進(jìn)入的易燃易爆、有毒等惡劣環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)在線遙測，從而達(dá)到實(shí)時(shí)檢測甲烷濃度、及時(shí)報(bào)警，避免瓦斯爆炸事故發(fā)生的目的。通過對白熾燈、發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器各項(xiàng)性能的比較，選擇具有特殊光譜的白熾燈及帶濾光片的紅外探頭分別作為紅外光源和紅外探測器，同國外光學(xué)甲烷傳感器相比，大大降低了成本，為紅外光甲烷分析儀的推廣奠定了基礎(chǔ)。 本課題通過對氣體紅外

3、選擇性吸收的理論分析，確定了甲烷氣體的吸收譜線，給出了氣體吸收測量的理論依據(jù)。設(shè)計(jì)了差分光路的檢測方法，利用差分的方法消除了光源和光路的不穩(wěn)定以及光電器件零漂的影響。文中對氣體檢測的方法、探測器的原理、紅外探測的氣室光路結(jié)構(gòu)、外界環(huán)境因素的影響等做了詳細(xì)的闡述。本課題設(shè)計(jì)了完整的非分光紅外甲烷分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選擇了合適的器件包括紅外光源、氣室、紅外濾光片、紅外探測器等。在電子系統(tǒng)方面設(shè)計(jì)了光源驅(qū)動(dòng)電路、放大濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及DS