火災(zāi)煙氣探測中光聲光散射復(fù)合技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和社會(huì)要求的不斷提高,火災(zāi)探測技術(shù)也在不斷地向前發(fā)展,其重點(diǎn)從最初的感煙、感溫探測逐步過渡到到現(xiàn)今的氣體探測。光聲技術(shù)由于其高靈敏度的特性目前被廣泛應(yīng)用于痕量氣體檢測領(lǐng)域。由于火災(zāi)燃燒過程中最早出現(xiàn)的成份是氣態(tài)產(chǎn)物,因此針對火災(zāi)探測所需要的高靈敏性和早期性要求,利用光聲光譜法來探測火災(zāi)是非常適合的。
　　本文從火災(zāi)燃燒產(chǎn)物著手進(jìn)行分析,確立了以CO作為火災(zāi)探測的目標(biāo)氣體,并結(jié)合煙霧參量構(gòu)成復(fù)合探測?；跉怏w紅外吸收理

2、論選定了光聲探測的光源波長,依據(jù)光聲光譜理論對光聲腔信號(hào)、簡正模式、損耗機(jī)制等進(jìn)行了詳細(xì)的分析。由于火災(zāi)燃燒產(chǎn)物是氣態(tài)產(chǎn)物和煙霧顆粒的混合物,實(shí)際得到的光聲信號(hào)的衰減是由CO的特征吸收和煙顆粒的消光共同作用造成的,因此本文根據(jù)粒子散射理論,將光聲探測技術(shù)和煙顆粒散射有效地融合在一起,建立了火災(zāi)氣體和煙霧顆粒復(fù)合探測模型,對此復(fù)合模型進(jìn)行信號(hào)分析,從而在衰減的總的光聲信號(hào)中分別提取出氣體濃度和煙霧濃度信號(hào)。
　　從理論上對光聲腔的諧

3、振方式、品質(zhì)因素等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并利用擴(kuò)張管式消聲器的基本原理對光聲腔濾波性能進(jìn)行了改進(jìn),很好地限制了由于窗口吸收光能引起的干擾。對光源調(diào)制采用了新的調(diào)制方式一波長調(diào)制,而不是傳統(tǒng)的斬波調(diào)制,這樣光聲腔的窗口在波長調(diào)制范圍內(nèi)幾乎有相同的光吸收系數(shù),因此窗口材料幾乎是不隨時(shí)變地吸收加熱,從而使得產(chǎn)生的背景信號(hào)極小。
　　根據(jù)文中的理論分析和計(jì)算,對光聲腔進(jìn)行了實(shí)物設(shè)計(jì)加工,結(jié)合傳聲器、鎖定放大器等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備組成了一套完整的