基于光譜吸收法的乙烯氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、乙烯是石油化工的基本原料之一，也是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，乙烯的化學(xué)性質(zhì)活躍，屬于易燃易爆氣體，檢測(cè)空氣及設(shè)備中的乙烯濃度是保證安全的必要條件。
　　 光纖傳感器與傳統(tǒng)的傳感器相比，具有突出的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高；抗電磁干擾；傳輸損耗低，測(cè)量范圍寬，精度高；壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定。正是這些優(yōu)點(diǎn)大大促進(jìn)了光纖傳感技術(shù)的發(fā)展。
　　 本文以乙烯氣體為研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種光纖氣體傳感系統(tǒng)，基本理論是諧波檢測(cè)技術(shù)、光譜吸收式光纖傳感技術(shù)及l(fā)ab

2、view，檢測(cè)乙烯氣體濃度的基本原理是朗伯-比爾定律，但出射光強(qiáng)度較微弱，本文選擇了長(zhǎng)光程吸收，DFB LD(分布反饋半導(dǎo)體激光器Distributed Feedback Laser Diode)做光源，采用諧波檢測(cè)及鎖相放大器檢測(cè)微弱信號(hào)。
　　 本論文完成的主要工作是
　　 1.闡述了光譜吸收測(cè)量氣體濃度的基本原理，從理論上分析了諧波檢測(cè)的原理及實(shí)現(xiàn)方法
　　 2.確定了乙烯的吸收區(qū)間及吸收峰，并選擇吸收峰波

3、長(zhǎng)1626nm作為吸收點(diǎn)，這是確定光源的前提。
　　 3.選擇了譜線窄、穩(wěn)定性好的DFB LD作為系統(tǒng)的光源，并用激光控制器完成對(duì)光源的波長(zhǎng)調(diào)制及溫度控制，使光源的發(fā)光波長(zhǎng)位于1626nm，與氣體吸收峰相匹配，提高了光源的穩(wěn)定性和精確度。
　　 4.吸收氣室采用長(zhǎng)光程吸收(Write池)來增加光程，使氣體在Write室內(nèi)多次反射經(jīng)過氣體，加強(qiáng)了氣體的吸收光程，提高了測(cè)量的靈敏度。
　　 5.設(shè)計(jì)了測(cè)量乙烯濃度的整

4、體系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分和工作過程作了基本介紹。
　　 6.采用鎖相放大器SR830檢測(cè)微弱信號(hào)，詳細(xì)介紹了鎖相放大器的原理及構(gòu)造。
　　 7.論文初步介紹了Labview軟件的特點(diǎn)，在信號(hào)處理中用labview虛擬儀器，經(jīng)圖形化編程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及處理。
　　 8.本文還對(duì)激光器的性能進(jìn)行了測(cè)試，得出了半導(dǎo)體激光器輸出波長(zhǎng)與溫度的關(guān)系，輸出波長(zhǎng)與驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系。
　　 9.通過實(shí)驗(yàn)得出了乙烯濃度與測(cè)