导读:本文包含了气体光声光谱检测论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微量气体检测,实验教学,光声光谱,实验改革
气体光声光谱检测论文文献综述
王晓娜,陈珂,周新磊,于清旭[1]（2019）在《基于光声光谱的微量气体检测实验设计与实现》一文中研究指出为使学生能了解国内外科技研究热点,并改进相对陈旧的实验内容,以最新研究内容为基础,为学生开设了基于光声光谱的微量气体检测实验。介绍了实验原理、实验系统总体设计方案以及关键实验模块的设计与实现,取得了预期的结果。(本文来源于《实验技术与管理》期刊2019年08期）
佟瑶[2]（2019）在《基于石英增强光声光谱技术的一氧化碳痕量气体检测研究》一文中研究指出一氧化碳(CO)是环境污染物的重要组成部分,同时也是一种无色无味的剧毒气体,它产生于发电、化石燃料或其他含碳燃料的不完全燃烧活动中。环境中的CO能与羟基发生反应,间接加剧全球变暖;医疗中,CO可作判断哮喘、糖尿病等疾病的指标。因此,对于CO的高灵敏度探测在各个方面都具有重要的影响。石英增强光声光谱技术(Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS)是一种基于光声效应的新型气体探测技术,具有成本低、灵敏度高、响应时间快等优点,目前是探测易燃易爆或有毒气体的常用手段。本文以CO位于2330.19nm(4291.5 cm~(-1))处的气体吸收线为目标谱线,以提高传感器的探测能力和实用性为出发点,采用新型尺寸的石英音叉、3D打印小型化单元、定制的梯度折射率透镜(Gradient index lens,Grin透镜),对气体传感器进行了优化。在基础理论部分,对气体分子吸收理论进行了简要介绍;对光声光谱的技术原理进行了具体的阐述;对石英音叉的压电效应与物理参数进行了相关的讨论;对共振腔增强原理进行了深入的分析。在仿真计算部分,基于有限元计算方法和COMSOL软件对音叉振动幅度进行了计算,以标准石英音叉和定制小间隙音叉为仿真目标,计算了不同光束位置与共振管长度下的振动幅度。理论仿真计算结果得到两种音叉的最佳参数,在最佳条件下,小间隙音叉的振动幅度大于标准音叉。分别利用标准音叉和小间隙音叉对CO进行了探测,实现对仿真结果的实验验证。首先,搭建基于准直聚焦透镜组实现空间光传输的QEPAS传感器对CO进行探测,并优化实验参数。随后针对传统QEPAS系统中透镜组结构稳定性差、透镜尺寸难以小型化等限制,采用3D打印技术和Grin透镜将系统体积缩小至3.5 cm~3,实现CO-QEPAS传感器的小型化。接着,首次开展了基于小间隙音叉的气体探测,最终实现了高灵敏度、小体积的痕量气体检测,且实验结果与仿真结果吻合度良好。本课题提出了基于标准音叉和定制小间隙石英音叉的高灵敏度、小型化CO-QEPAS传感器,可以满足对传感器体积要求较高的探测环境,如瓦斯矿井、医疗诊断等领域,一定程度上提高了传感器的实用性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张蕾蕾,刘家祥,朱之贞,方勇华,吴越[3]（2019）在《基于石英增强光声光谱的H_2S痕量气体检测研究》一文中研究指出以输出波长为1578nm的分布式反馈半导体激光器作为激发光源,结合波长调制及二次谐波技术对H_2S痕量气体进行基于石英增强光声光谱技术(QEPAS)的检测研究。采用有限元分析法对QEPAS中常用的石英音叉进行仿真计算,得到石英音叉的前6阶模态振型与共振频率。实验中,添加了长为4mm、内径为0.7mm的声波微共振腔,优化了跨阻放大电路,在最优实验条件下对H_2S气体进行检测,检测结果表明,QEPAS系统的二次谐波信号与H_2S浓度具有良好的线性关系,获得的探测极限为19.3×10~(-6)。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年21期）
杨志远[4]（2018）在《光声光谱技术检测微量气体浓度研究》一文中研究指出微量气体检测在大气质量监测、工业生产过程控制、临床医学诊断等方面具有十分重要意义。光声光谱气体检测技术通过检测光声效应产生的声波幅值来检测气体浓度,具有检测灵敏度高、动态范围大、可实时在线测量等特点,在微量气体在线检测中有着广阔的应用前景。本文基于光声光谱开展微量气体检测研究,针对微量气体检测的需求,采用激光器波长调制及二次谐波检测方法,搭建了光声光谱气体检测实验系统,并对乙炔(C_2H_2)气体浓度进行了检测。本论文具体研究工作及成果如下:第一,研究了一阶共振光声池的原理,建立了一阶纵向共振光声池的传输线等效模型,并完成仿真分析。基于仿真结果,确定了光声池机械结构和几何尺寸,完成了光声池的设计与制作。第二,为快速、准确获得纵向共振光声池的谐振频率,本论文提出了一种基于共振声谱的光声池共振频率测量方法,搭建了共振声谱谐振频率测量实验系统,通过实验测量得到了共振光声池的谐振频率,并将实验测量结果与传统光声信号强度标定法对比,验证了该方法的有效性。第叁,搭建了光声光谱检测实验系统,针对光声信号微弱、易受噪声干扰等问题,本论文设计并实现了微弱光声信号检测的前置放大电路和数字锁相放大器。第四,基于搭建好的光声光谱检测系统,对C_2H_2气体进行检测。首先,选取其在1531.59nm处的吸收谱线为目标吸收谱,通过实验确定了目标吸收峰的具体位置、最佳调制参数。然后,研究了光声信号强度与C_2H_2气体浓度、DFB激光器输出光功率的关系,并通过对配置好的5种已知浓度的C_2H_2气体进行检测,完成C_2H_2气体浓度标定,为实际测量提供测量基准,并通过对25ppm的C_2H_2气体1小时的连续测量,得到了系统测量结果的标准差为4.1×10~(-7),同时验证了该系统具有较好的稳定性。最后对5ppm的C_2H_2气体进行测量,得到系统检测极限灵敏度为1.34ppm。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-14）
郭红[5]（2018）在《基于光声光谱技术的混合气体实时检测》一文中研究指出环境问题近年来越发引起人们的关注,尤其是大气污染,对空气质量和人们的身体健康都造成了一定的危害,而随着汽车使用量越大造成的尾气排放污染越多以及化石燃料燃烧等人类活动加剧,大气污染状况居高不下,因此有必要对大气中各污染气体成分的浓度进行实时监测。本文基于光声光谱气体检测技术,从混合气体成分检测和对检测结果定量分析两方面着手,详细分析了由大气中一些主要污染气体NH_3、C_2H_4、SF_6组成的混合气体成分检测。基于光声检测的光声效应原理,利用物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对光声池进行有限元分析,仿真得到谐振状态和非谐振状态下的声压分布以及频率响应。根据气体分子红外吸收光谱理论,采用可调谐CO_2激光器作为光源,确定了NH_3、C_2H_4、SF_6的检测谱线分别为10.348μm、10.532μm、10.551μm,并提供了温度和气压变化时检测谱线对应的吸收系数修正方法。设计真空室、配气系统和基于LabVIEW的数据采集模块,构建光声气体检测系统,首先对单一气体NH_3和C_2H_4分别进行了测量,并对系统的准确性、稳定性和响应时间等性能进行分析,得到NH_3和C_2H_4的检测限分别为1.61 ppm、0.65 ppm。然后利用该检测系统通过不同激光波长照射光声池的方式实现混合气体成分测量,并分别采用最小二乘拟合和线性回归分析对检测结果进行处理,反演得到气体浓度。但C_2H_4气体检测存在与SF_6弱交叉吸收的情况,本文提出一种线性回归拟合的定量分析方法来实现气体分离,得到该混合气体检测系统对叁种气体成分的检测限分别为1.65 ppm、0.6 ppm、0.023 ppm,其值与单一气体检测的结果相近。以上分析表明所设计的混合气体成分检测系统和浓度定量分析方法能够在大气环境下实现对NH_3、C_2H_4、SF_6的浓度监测,具有一定的实用价值。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
张华威[6]（2018）在《运用光声光谱技术的变压器油中溶解气体检测研究》一文中研究指出根据我们国家目前城市变压器运行情况,对光声光谱技术在变压器油中溶解气体检测的应用进行了研究,对试验的机理和数据惯性进行了探索论证。建立了光声光谱法的试验系统模型,并确定了采用的光声腔和光源,研究了氢气组分的检测方法。对不同组分含量的气体进行了试验,并与气体色谱法试验获得的结果进行了对比,认为光声光谱法用于变压器油中气体检测是可行的。(本文来源于《机电技术》期刊2018年02期）
季焱,易迎彦,黎敏,吕海飞,文晓艳[7]（2018）在《基于双波长法的光声光谱气体检测（英文）》一文中研究指出光声光谱法是检测气体最灵敏的方法,气体浓度检测精度可达到ppt量级,但这需要复杂的实验系统和昂贵的器材,不利于在工程实践上使用.本文基于可调激光器的电流调制特性,提出了一种在测量气体吸收谱的吸收零点和吸收峰之间有效切换波长的简单调制方法.当激光功率为2.1 m W时,甲烷气体浓度的测量极限可达到0.46 ppm,测量结果证明了双波长法的可行性.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年02期）
许宁,李振华[8]（2018）在《GIS气体光声光谱法检测技术研究》一文中研究指出如果能够在线监测GIS设备的绝缘缺陷情况,则可及时地发现其缺陷,GIS设备的安全运行将会更有保障。运用光声光谱法对SF_6气体分解组分的体积分数及其变化规律进行分析,以实现监测是目前的研究热点。文中从SF_6气体的分解组分出发,结合当前实际情况详细阐述了光声光谱法的检测原理、应用,以及基于该方法的在线监测系统,介绍了光声光谱法的发展情况:为了监测系统能够及时高效地发现缺陷,该方法将向实现对多组分混合气体的检测、高的灵敏度、低的检测下限、建立在线全面有效监测系统等方向发展。(本文来源于《通信电源技术》期刊2018年03期）
陈珂,袁帅,宫振峰,于清旭[9]（2018）在《基于光纤声波传感的超高灵敏度光声光谱微量气体检测》一文中研究指出结合光纤声波传感技术、纵向共振式光声探测技术、波长调制技术和二次谐波检测技术,提出了一种基于光纤法布里-珀罗干涉传感器的悬臂梁增强型光声信号检测方法。针对光纤耦合近红外激发光的特点,对共振式光声池进行了优化设计,搭建了一套超高灵敏度的激光光声光谱微量乙炔气体检测系统。实验结果表明,当测量时间为60s时,该系统对乙炔气体的检测极限达到8×10~(-10)。(本文来源于《光学学报》期刊2018年03期）
施俊宇[10]（2017）在《基于光声光谱检测技术的二氧化碳气体检测系统》一文中研究指出挥发性有机物(VOCs)种类繁多,而常规的光谱检测技术只能对少数几种挥发性有机物进行检测。二氧化碳(CO2)气体是各类挥发性有机物燃烧后的主要产物,因此通过检测燃烧产生物,可以间接获得总挥发性有机物(TVOCs)的浓度。光声光谱检测技术是一种高灵敏度检测微量气体的光学检测技术,具有选择性好、响应时间短、大动态检测范围等优点,是实现痕量气体实时监测的理想方法,在众多领域得到广泛的研究和应用。本论文从气体吸收光谱理论入手,基于气体光声光谱检测的基本原理,搭建了检测系统;实验测量了光声信号强度与光源强度、不同激发波长(具有不同的吸收系数)、气体浓度的对应关系,为气体光声光谱检测奠定基础。根据气体特征吸收谱线的选择原则,采用1572.66nm作为CO2的特征吸收波长;探讨了影响光声池性能的各种因素,以尽可能降低噪声的干扰为前提,设计并制作了光声池,搭建基于可调谐激光器的气体光声光谱检测平台。针对CO2气体吸收系数与谱线线型,讨论了它们与温度、压强之间的关系,并得出不同气体受压强、温度的影响各不相同。实验研究了光声光谱的响应特性,分析了气体产生饱和特性的原因,得到在气体非饱和吸收的情况下,CO2光声信号随激光功率、气体浓度的增加而线性增大。得到了光声信号与气体浓度的定量模型,为光声光谱技术在大气污染物检测方面提供了参考。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2017-12-15）
气体光声光谱检测论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
一氧化碳(CO)是环境污染物的重要组成部分,同时也是一种无色无味的剧毒气体,它产生于发电、化石燃料或其他含碳燃料的不完全燃烧活动中。环境中的CO能与羟基发生反应,间接加剧全球变暖;医疗中,CO可作判断哮喘、糖尿病等疾病的指标。因此,对于CO的高灵敏度探测在各个方面都具有重要的影响。石英增强光声光谱技术(Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS)是一种基于光声效应的新型气体探测技术,具有成本低、灵敏度高、响应时间快等优点,目前是探测易燃易爆或有毒气体的常用手段。本文以CO位于2330.19nm(4291.5 cm~(-1))处的气体吸收线为目标谱线,以提高传感器的探测能力和实用性为出发点,采用新型尺寸的石英音叉、3D打印小型化单元、定制的梯度折射率透镜(Gradient index lens,Grin透镜),对气体传感器进行了优化。在基础理论部分,对气体分子吸收理论进行了简要介绍;对光声光谱的技术原理进行了具体的阐述;对石英音叉的压电效应与物理参数进行了相关的讨论;对共振腔增强原理进行了深入的分析。在仿真计算部分,基于有限元计算方法和COMSOL软件对音叉振动幅度进行了计算,以标准石英音叉和定制小间隙音叉为仿真目标,计算了不同光束位置与共振管长度下的振动幅度。理论仿真计算结果得到两种音叉的最佳参数,在最佳条件下,小间隙音叉的振动幅度大于标准音叉。分别利用标准音叉和小间隙音叉对CO进行了探测,实现对仿真结果的实验验证。首先,搭建基于准直聚焦透镜组实现空间光传输的QEPAS传感器对CO进行探测,并优化实验参数。随后针对传统QEPAS系统中透镜组结构稳定性差、透镜尺寸难以小型化等限制,采用3D打印技术和Grin透镜将系统体积缩小至3.5 cm~3,实现CO-QEPAS传感器的小型化。接着,首次开展了基于小间隙音叉的气体探测,最终实现了高灵敏度、小体积的痕量气体检测,且实验结果与仿真结果吻合度良好。本课题提出了基于标准音叉和定制小间隙石英音叉的高灵敏度、小型化CO-QEPAS传感器,可以满足对传感器体积要求较高的探测环境,如瓦斯矿井、医疗诊断等领域,一定程度上提高了传感器的实用性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
气体光声光谱检测论文参考文献
[1].王晓娜,陈珂,周新磊,于清旭.基于光声光谱的微量气体检测实验设计与实现[J].实验技术与管理.2019
[2].佟瑶.基于石英增强光声光谱技术的一氧化碳痕量气体检测研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].张蕾蕾,刘家祥,朱之贞,方勇华,吴越.基于石英增强光声光谱的H_2S痕量气体检测研究[J].激光与光电子学进展.2019
[4].杨志远.光声光谱技术检测微量气体浓度研究[D].东南大学.2018
[5].郭红.基于光声光谱技术的混合气体实时检测[D].华中科技大学.2018
[6].张华威.运用光声光谱技术的变压器油中溶解气体检测研究[J].机电技术.2018
[7].季焱,易迎彦,黎敏,吕海飞,文晓艳.基于双波长法的光声光谱气体检测（英文）[J].红外与毫米波学报.2018
[8].许宁,李振华.GIS气体光声光谱法检测技术研究[J].通信电源技术.2018
[9].陈珂,袁帅,宫振峰,于清旭.基于光纤声波传感的超高灵敏度光声光谱微量气体检测[J].光学学报.2018
[10].施俊宇.基于光声光谱检测技术的二氧化碳气体检测系统[D].浙江工业大学.2017