基于光聲光譜技術(shù)的多組分氣體檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、氣體檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展在大氣環(huán)境污染監(jiān)控、人類(lèi)日常生活、航天技術(shù)、工業(yè)發(fā)展、研究生物組織生理過(guò)程，以及人類(lèi)疾病診斷等領(lǐng)域都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，環(huán)境變化日益復(fù)雜，而人民的環(huán)境健康意識(shí)也在不斷提高。在這種情況下，傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足要求，有待開(kāi)發(fā)一種高靈敏度、高分辨率的新型實(shí)時(shí)氣體檢測(cè)系統(tǒng)。
　　本文在對(duì)當(dāng)前各種氣體檢測(cè)方法進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)上，研究了一種基于光聲光譜技術(shù)的多組分氣體檢測(cè)系統(tǒng)。

2、　　本文從氣體分子紅外光譜理論出發(fā)，論述了氣體光聲光譜檢測(cè)原理，介紹了光聲信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程，并推導(dǎo)出光聲信號(hào)與氣體濃度的關(guān)系式。
　　本文著重介紹了光聲光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)核心部件—光聲池的設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、重要參數(shù)的確定進(jìn)行了深入探討。為實(shí)現(xiàn)多種氣體的同時(shí)測(cè)量，選擇寬譜帶紅外光源EMIRS200作為系統(tǒng)光源。其調(diào)制方式為脈沖調(diào)制，消除了機(jī)械斬波帶來(lái)的強(qiáng)噪聲干擾。系統(tǒng)信號(hào)處理部分以數(shù)字信號(hào)處理器 DSP(

3、TMS320F2812)為核心，完成了各接口電路的設(shè)計(jì)。微音器輸出的光聲信號(hào)由鎖相放大器進(jìn)行初步去噪、放大后，由TMS320F2812進(jìn)行采樣、處理。憑借DSP強(qiáng)大的運(yùn)算能力及高效的執(zhí)行能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濃度實(shí)時(shí)、可靠的在線(xiàn)檢測(cè)。
　　本文提出了一種新型光聲光譜氣體檢測(cè)技術(shù)—差模激發(fā)光聲光譜(Differential Mode Excitation Photoacoustic Spectroscopy，DME-PAS)技術(shù)，消除了光