氨氣的調諧二極管激光光譜傳感技術研究.pdf

1、氨氣在大氣含氮化合物中含量很大，僅次于N2和N2O，是大氣的主要污染源之一。隨著人類生活質量的提高，對周圍生存環(huán)境的要求也在不斷增加，因此開展對周圍環(huán)境中氨氣的實時、在線檢測，具有十分重要的意義。然而目前在氨氣檢測的方法上，主要采用的是電化學法，該類檢測方法采樣時間長、測量精度低、易受外界環(huán)境影響，并且不易實現(xiàn)在線監(jiān)測。本論文采用調諧二極管激光光譜傳感技術對大氣中氨氣濃度進行檢測，該方法具有響應速度快、靈敏度高、選擇性好，以及可實現(xiàn)實時

2、在線連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點。本研究的成功，也可為該方法應用于其他痕量氣體的檢測打下良好的理論基礎和實驗依據(jù)。
　　本文以Lambert-Beer定律和氣體分子對光的選擇吸收性為理論基礎，介紹了調諧二極管激光吸收光譜技術(TDLAS)原理，并推導了該方法用于氮氣檢測的計算公式，為該方法用于氨氣檢測打下了理論基礎。根據(jù)氨氣在近紅外吸收峰的分布特點，研究了分布反饋(DFB)激光器的工作原理及激光器波長隨電流變化的特性，選擇了中心頻率為1531.

3、14nm的DFB激光器作為實驗用光源，并通過光譜儀實際測試了該激光器的輸出波長特性。為提高系統(tǒng)檢測的靈敏度，論文研究了影響該檢測系統(tǒng)檢測靈敏度的因素，提出了波長調制方法和二次諧波檢測方法，以避免低頻噪聲的干擾并提高系統(tǒng)檢測的靈敏度。根據(jù)開放光程檢測的特點，設計了基于反射的光路系統(tǒng)。根據(jù)選擇的器件和檢測原理，做了整體的硬件電路系統(tǒng)，主要包括DFB激光器驅動模塊、DFB激光器溫度控制模塊、激光的檢測接收模塊和數(shù)據(jù)采集與串口通信模塊。完成基于