基于光譜吸收法的乙烯氣體濃度檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、乙烯是石油化工的基本原料之一，也是石油化工產業(yè)的核心，乙烯的化學性質活躍，屬于易燃易爆氣體，檢測空氣及設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：靈敏度高；抗電磁干擾；傳輸損耗低，測量范圍寬，精度高；壽命長，工作穩(wěn)定。正是這些優(yōu)點大大促進了光纖傳感技術的發(fā)展。
　　 本文以乙烯氣體為研究目標，設計了一種光纖氣體傳感系統(tǒng)，基本理論是諧波檢測技術、光譜吸收式光纖傳感技術及l(fā)ab

2、view，檢測乙烯氣體濃度的基本原理是朗伯-比爾定律，但出射光強度較微弱，本文選擇了長光程吸收，DFB LD(分布反饋半導體激光器Distributed Feedback Laser Diode)做光源，采用諧波檢測及鎖相放大器檢測微弱信號。
　　 本論文完成的主要工作是
　　 1.闡述了光譜吸收測量氣體濃度的基本原理，從理論上分析了諧波檢測的原理及實現方法
　　 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1626nm作為吸收點，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光源的波長調制及溫度控制，使光源的發(fā)光波長位于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.吸收氣室采用長光程吸收(Write池)來增加光程，使氣體在Write室內多次反射經過氣體，加強了氣體的吸收光程，提高了測量的靈敏度。
　　 5.設計了測量乙烯濃度的整

4、體系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的各個部分和工作過程作了基本介紹。
　　 6.采用鎖相放大器SR830檢測微弱信號，詳細介紹了鎖相放大器的原理及構造。
　　 7.論文初步介紹了Labview軟件的特點，在信號處理中用labview虛擬儀器，經圖形化編程，對數據進行采集及處理。
　　 8.本文還對激光器的性能進行了測試，得出了半導體激光器輸出波長與溫度的關系，輸出波長與驅動電流的關系。
　　 9.通過實驗得出了乙烯濃度與測