23495.基于光聲光譜技術(shù)的多組分微量氣體檢測研究

1、中圖分類號UDC06593453碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級10533公玨基于光聲光譜技術(shù)的多組分微量氣體檢測研究MuiticomponenttracegasesdetectionbasedonWlotoacousticspectroscopy’作者姓名：學(xué)科專業(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研究摘要：大氣中存在多種微量有毒有害氣體，嚴重影響甚至危及人們的生命安全。光聲光譜微量氣體檢測技術(shù)通過探測光聲效應(yīng)產(chǎn)生的聲波幅值檢測氣體濃度，相比其它氣體檢測法具有不消耗氣樣、穩(wěn)定性好、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點。由于氣體檢測現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多變、待測氣體濃度通常很低，加上多組分氣體間存在交叉吸收，提高光聲光譜儀檢測穩(wěn)定性和檢測精度一直以來都是科研工作者們關(guān)注的重點。從分子能級躍遷理論著手，深入分析了光聲效應(yīng)的發(fā)熱與

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

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