导读:本文包含了气体近红外吸收论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:气体,吸收光谱,光纤,光子,晶体,浓度,光源。
气体近红外吸收论文文献综述
钟学森[1]（2018）在《基于红外吸收的光纤气体传感研究》一文中研究指出随着人们对生活环境质量和生产安全的重视,气体监测、分析仪器或技术得到了飞速的发展。本课题利用具有优良光学性能的掺铒光子晶体光纤作为增益介质,研究了光纤气体传感的传感结构及传感光源对系统传感灵敏度的影响。本文首先根据气体检测的工作原理,归纳了目前常见的气体痕量技术,分析了各种技术的优缺点,指出光学分析法相比其它气体传感技术的优势。阐述了光谱吸收型光纤气体传感设备及方案的优良特性,综述了国内外光纤传感技术的研究现状。从应用角度从发,分析了光纤环形腔激光器应用于气体传感的优势。基于Er~(3+)能级理论,阐述了激光的形成过程。利用激光速率方程导出光纤激光环形腔中反转粒子数及光子数量表达式。基于红外吸收光谱法的传感原理,结合光子数量与吸收强度表达式对提高气体传感灵敏度的方法进行了分析,讨论了激光器的泵浦方式对气体传感系统的影响。最后,分析了常见气体在近红外石英光纤低损耗窗口的吸收光谱。理论和实验分析了宽带激光光源的工作原理及输出特性,指出宽带激光光源存在一个最优气体传感泵浦功率。介绍了系统中的关键器件及作用,在最优气体传感泵浦功率条件下,阐述了耦合器的输出耦合比对外腔和内腔两种气体传感系统测量灵敏度及测量误差的影响,确定系统结构后,研究了气体压强对两种气体传感结构及传感灵敏度的影响,进行了乙炔气体的实验标定及浓度反演,比较了两种气体传感结构的传感性能。而后,针对吸收光谱与环境变化关系进行了研究。利用光纤布拉格光栅构建了输出性能良好的分布布拉格反射光纤激光器,其输出中心波长靠近乙炔吸收峰1532.82 nm。采用外腔传感结构,以乙炔为气体样品探究该光源传感性能,由于吸收峰位于激光光谱的边缘,气体传感性能并不理想。针对这个问题,基于非线性偏振旋转效应研制了一个宽调谐窄线宽光纤激光器。对激光器的调谐原理和输出特性进行较为详细的分析,在乙炔传感的实验中,可调谐光纤激光器的输出峰值功率与乙炔浓度之间具有良好的线性响应关系。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
高乾[2]（2018）在《基于非色散红外吸收原理的可燃气体浓度探测仪研制》一文中研究指出该文设计了一种基于非色散红外吸收原理(NDIR)的可燃气体浓度探测仪。设计了针对可燃气体特性的气体检测室,针对红外热释电探测器输出的特性设计了微弱信号放大电路,使用前端放大器对红外热释电探测器输出的微弱信号进行前端放大,然后对滤波放大后的信号进行采样转换。通过对不同浓度范围的标准可燃气体进行实验测量,拟合得到探测器输出的电压值之比和气体浓度之间的关系,并对可燃气体进行实时测量试验。验证了该检测仪在测量精度、范围等方面的优势。(本文来源于《工业仪表与自动化装置》期刊2018年01期）
郭安祥,叶日新,董明,任明,张乔根[3]（2017）在《基于红外吸收光谱法检测SF_6分解气体的仿真与实验研究》一文中研究指出为研究红外吸收光谱法在SF_6分解气体检测分析中的应用,通过仿真计算得到了SF_6特征分解气体的红外吸收特征光谱,并确定了3种目标检测气体(CO、SO2、H2S)的红外特征频谱;依据红外光谱检测原理,设计了基于FTIR的SF_6分解气体检测系统,使用该检测系统对实验样气进行测试实验。结果表明:基于FTIR的SF_6分解气体检测系统能够有效地对目标检测气体进行定性及定量分析,可应用于SF_6分解气体的在线监测。(本文来源于《绝缘材料》期刊2017年12期）
熊仕富,付秀华,刘冬梅,张静[4]（2017）在《基于甲烷气体红外吸收特性窄带滤波器的研究》一文中研究指出根据气体探测系统灵敏度的要求,基于甲烷气体红外吸收光谱特性,结合工艺经验确定了滤波器的技术指标.采用"拆分技术"对气体滤波器进行膜系结构设计,降低了膜层产生的应力.通过电子束加热蒸发沉积薄膜,根据测试结果逆向分析,优化工艺参数.所研制的滤波器在7.669μm波长处峰值透过率达到85.14%,通带半宽度为59nm,覆盖了甲烷气体吸收区域,截止区达到了OD3,很好地抑制了背景噪声.(本文来源于《光子学报》期刊2017年10期）
秦敏,张学典,常敏[5]（2017）在《基于红外吸收光谱的甲醛气体浓度检测》一文中研究指出针对传统甲醛气体检测的不足,基于红外光谱吸收原理,采用差分吸收技术设计了甲醛气体浓度探测系统。该方法对检测的甲醛气体光谱值以及供电电压进行模数转换,通过光学检测系统对甲醛气体浓度进行检测,利用虚拟仪器LabVIEW软件实现数据采集、数据处理及数据存储与回放等功能。具有操作简单,界面直观,人机友好的特点,能对室内甲醛气体浓度进行实时检测。(本文来源于《光学仪器》期刊2017年03期）
刘永宁[6]（2016）在《气体红外吸收光谱检测信号的分析研究》一文中研究指出为实现工业信息化与自动化的深入融合,需要对工业生产中的多个环节实施在线监测,以确保生产质量和生产安全。对源头性气体、中间气体以及废气的检测是生产监测的重要组成部分。在众多气体检测技术中,基于红外吸收光谱技术的气体检测系统、仪器受到广泛关注。一方面,多数工业气体具有红外发射、吸收光谱特性；另一方面,半导体激光技术、光纤传感技术、计算机应用技术等实用性技术的逐步成熟为智能仪器的发展提供了便利。光纤质轻、抗电磁干扰能力强,因此基于光纤技术的红外吸收光谱气体检测技术可被广泛应用于电子环境复杂、易燃易爆的特殊环境中。在红外吸收光谱检测技术的分支中,可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术因其多年的研究积淀应用最为广泛,光声光谱(PAS)技术则由于无背景检测的特点在痕量气体检测应用中占据优势。基于以上技术,致力于小型化甚至微型化仪器和专用型检测设备或模块的研究是我国红外光谱检测分析领域的一个重要发展方向。对于应用在生产环节的设备而言,高分辨率固然重要,但检测准确性和性能稳定是系统在应用中更为重要的两个方面。我们需要从信号的产生、噪声起因、波形变化等方面去广泛而深入的分析能够影响到实际检测信号的各种因素,找到问题才能有针对性的解决问题,优化系统性能。因此,对系统信号的分析研究是系统开发的关键工作。本文主要以水蒸气红外吸收光谱检测系统为例,针对非电子噪声来源、信号畸变(剩余幅度调制影响、激光器非线性效应影响)、信号提升以及稀释气体影响等方面进行分析研究。文章的主要工作和创新点如下：1.阐述分子红外吸收的产生机理,给出气体红外吸收检测技术的可行性理论依据。介绍吸收谱线强度和谱线线型函数等关键参数,并分析了压强和温度对谱线强度、谱线半高全宽、线型函数以及单位浓度吸收率的影响。阐述光声信号的产生机理,给出石英增强型光声光谱检测技术中光声信号的理论推导。对洛伦兹吸收线型进行傅里叶级数展开,给出谐波检测技术的理论依据,并分析剩余幅度调制的来源和相关参量。2.介绍可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术和石英增强型光声光谱(QEPAS)技术的典型系统结构,以及TDLAS系统叁种信号解调方式：直接差分、谐波检测和差分后再谐波检测。阐述波长调制和锁相检测技术原理。3.分析了TDLAS系统的非电子噪声来源。具体包括：光纤宏弯(抖动)、环境温度变化引起光器件工作状态改变带来的功率波动噪声；本底吸收影响,即大气高组分气体残留在器件内部引起的非气室内待测气体的吸收；光路中多个光学平面之间的标准具干涉噪声干扰。4.详细研究了波长调制下激光器输出光频(波长)和功率之间的相位差对二次谐波信号的影响,并利用气体吸收峰对该相位差进行了测量。上述相位差根据驱动电流的作用分为调制相位差和扫描相位差。研究了调制相位差分别对单相锁相检测系统和双相锁相检测系统所得到的二次谐波信号的影响,并且针对单相锁相的影响提出相位补偿的办法。还研究了扫描相位差对谐波信号的影响。提出了一种基于时间差测量相位差的方法,利用气体吸收峰对50Hz-50kHz驱动频率下正弦和叁角波驱动激光器产生的相位差进行测量,并进行相关分析。5.深入研究了激光器功率非线性对低浓度检测时谐波信号的影响。理论分析并实验验证了激光器非线性效应对一次和二次谐波的影响与驱动激光器的扫描电流有关。分析了激光器非线性效应对低浓度下一次谐波检测和二次谐波检测信号的影响,以二次谐波检测为例,该非线性效应带来的信号畸变量约与5ppm(利用5m气室进行检测)水蒸气产生的吸收信号的幅值相当,因而在痕量检测应用中非线性的影响不能忽视。针对激光器非线性输出对痕量气体检测造成的影响,提出利用双光路结构进行抑制。6.针对QEPAS系统光声信号的提升展开研究。研究包括：声波共振管的最佳放置位置和各点的共振放大倍数；同等物理结构下对比石英材料和不锈钢材料共振结构的共振效果；利用直角棱镜反射光束与入射光束光轴错离的特点,提出了一种基于直角棱镜搭建的双程QEPAS气体检测系统,利用棱镜将单路透射光束反射,使反射光束二次激发光声信号,并进行声波共振放大,在提升光声信号的同时改变了音叉在系统中的响应特性,使系统信号放大倍数由16增加至22.4倍,且噪声幅度由单程结构的14.3μV降至11.6μV,改善系统信噪比。7.研究了改变稀释气体(背景气体)对检测系统信号的影响。实验发现同一浓度(体积比)甲烷气体在分别以氮气、氧气和乙烷作为稀释气体的检测系统中产生的吸收信号各不相同,根据吸收信号产生的机理分析认为改变稀释气体导致待测气体谱线线宽发生变化,进而影响检测到的吸收峰峰值和二次谐波信号幅值。利用统计力学的碰撞理论对谱线线宽因稀释气体的改变而发生变化的现象进行分析解释。(本文来源于《山东大学》期刊2016-11-25）
黄小亮[7]（2016）在《基于光子晶体光纤和红外吸收光谱的气体传感系统的研究》一文中研究指出本论文研究课题来源于国家自然科学基金项目,项目名称:深部采动下红外瓦斯传感特性致变模式及自适应检测机制研究,编号:61307124。痕量气体检测在工业过程控制、环境保护、安全生产、国防等领域具有重要的作用。基于激光吸收光谱的气体传感器具有检测灵敏度高、选择性好等优点。同时,空芯带隙光子晶体光纤由于其独特的结构,可以为光与气体相互作用提供理想的场所,在非线性光学、气体传感、痕量气体检测等研究领域受到广泛关注。从理论与实验的角度,本论文研究设计了基于空芯带隙光子晶体光纤和红外吸收光谱的气体传感系统,分析了光子晶体光纤中慢光效应对气体传感性能的影响,建立了气体传感系统,并针对乙炔气体开展了浓度测量实验。论文主要研究内容如下:1.对光子晶体光纤开展了理论计算与分析。运用平面波展开法计算了二维光子晶体带隙形成条件,研究了光子晶体光纤的基本导光性质,计算了带隙型光纤的模场分布,估算了带隙型光纤与单模光纤之间的光强耦合效率,为研究设计光子晶体光纤气体传感系统奠定了一定的理论基础。2.计算了光子晶体光纤中慢光效应对气体传感的影响。首先,运用微流控技术,设计了一种可调谐的空芯带隙光子晶体光纤,计算了光纤模场分布及其色散、群折射率等特性。其次,运用有限元方法,针对设定气体的不同消光系数,计算了在不同光流体填充下的增强吸收因子,分析了光子晶体光纤中慢光效应对增强光与物质反应的影响,证实了慢光效应能够增强物质对光的吸收作用。最后,以氨气和乙炔为例,说明如何调谐光纤模式,使其与气体的吸收谱线相匹配。3.分析设计了基于光子晶体光纤和红外吸收光谱的气体传感系统,主要包括光纤传感光路、激光器驱动电路、后端信号检测电路等。首先,采用空芯带隙光子晶体光纤与单模光纤作为传感光路,优化设计了光纤耦合系统;选择DFB激光器作为光源,自主研制了基于数字PID的激光器驱动电路,实现了对激光器的波长调制;针对后端信号检测部分,采用程控放大器对信号进行差分放大,实现了量程可调;设计并开发了数字锁相放大器,可用于提取二次谐波信号。4.建立了基于光子晶体光纤和红外吸收光谱的气体传感系统;采用乙炔为目标气体,选择1534.099 nm为其吸收谱线,开展了气体测量实验及分析。参照配气标准,配备了浓度为500~2600 ppmv的标准气体,开展了乙炔浓度测量实验,得到了二次谐波信号的幅值与乙炔浓度的关系曲线。结果显示,该系统能够较好地测量乙炔浓度。(本文来源于《吉林大学》期刊2016-06-01）
胡洋[8]（2016）在《基于红外吸收的哈龙1301气体灭火剂浓度测试原理与技术研究》一文中研究指出随着飞机逐渐成为当前最便捷的交通方式,飞机机舱火灾引发的事故数目也与日俱增。飞机灭火系统是保证飞机安全运行的必要因素之一。灭火剂浓度测试设备为灭火系统性能评估提供了重要的测试工具。目前,国内进行灭火剂浓度测试实验完全依赖于租用国外的设备,设备使用费用高、租借周期长。因此,对灭火剂浓度测试原理与技术的研究有助于促进我国飞机灭火系统的自主研发进程。本文在国外红外吸收灭火剂浓度测试设备的研究基础上,对红外吸收灭火剂浓度测试方法进行详细的理论研究,设计了测试设备的光路结构及数据处理方法,并对设备进行标定与性能分析。本研究基于朗伯比尔定律,论证了基于红外吸收理论的哈龙1301浓度测试方法的可行性。通过对比哈龙1301分子及二氧化碳、水蒸气在中红外区的红外吸收光谱图,选择波长为8.310μm中红外吸收峰进行浓度检测,并对其浓度计算公式进行推导。本文对灭火剂浓度测试设备中光学系统、信号处理与数据采集系统及标定系统进行设计。介绍了各部分所使用的元器件的选型及特性参数。本设备能够实现混合气体中哈龙1301体积分数的实时检测,测量范围为0%～25%,分辨率为0.15%,精度为土5.4%F.S.,时间分辨率为4ms。飞机货舱内发生火灾时环境温度、湿度将发生变化。为了减少测试设备在该环境中使用时产生的测量误差,通过实验分析了待测气体温度、湿度等参数的变化对测试设备标定曲线的影响。结果表明,气体温度变化对设备标定曲线有较为显着的影响。温度由25℃上升到100℃时,同一体积分数的哈龙1301混合气体对应输出电压比降低,标定曲线向y轴负方向偏移。而气体相对湿度变化对设备标定曲线的影响并不显着。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-05-01）
陈伟根,万福,高拓宇,顾朝亮,廖超[9]（2015）在《差频中红外吸收光谱应用于油中溶解气体分析》一文中研究指出高准确度、高灵敏度检测故障特征气体是基于油中溶解气体分析的变压器早期潜伏性故障诊断的关键。基于差频中红外及离轴腔增强吸收光谱技术,搭建了一个变压器油中溶解气体检测系统。以故障混合气体中浓度为0.5μL/L的C2H4为代表,验证了该系统的检测特性。选取1 583.0 nm信号源及1 063.8 nm抽运源,利用非线性光学周期极化铌酸锂晶体,结合准相位匹配技术,差频产生了3.245μm(对应C2H4的基频吸收线3 081.001 6 cm-1)的中红外相干光:最大输出功率为288μW,最大调谐范围为35 cm-1。气体压强100 Torr下,系统对于气体C2H4的最低吸收系数及检测下限分别为7.39×10-10 cm-1及0.014 4μL/L,很好地满足了变压器油中溶解乙烯检测极限值(0.5μL/L)的需要,分析和证明了气体压强对C2H4的吸收峰值、系统最低吸收系数及检测下限的影响。该研究结果为基于差频中红外吸收光谱的变压器油中溶解气体带电检测提供了理论依据和技术支撑。(本文来源于《中国电机工程学报》期刊2015年18期）
沈英姬[10]（2015）在《脉冲加热惰性气体熔融红外吸收-热导法测定镍基高温合金中痕量氧、氮》一文中研究指出采用电极脉冲炉惰性气体熔融试样,红外吸收法测定镍基高温合金中痕量氧,热导检测法测定痕量氮。针对镍基高温合金中痕量氧、氮的测定,通过采用功率控制方式及分析时间的合理选择,实现了该方法测定镍基高温合金中痕量氧、氮,氧的RSD小于5%(n=8),氮的RSD小于2%(n=8),测定结果与认可值吻合较好,在镍基高温合金样品的测定中具有简便、快速、稳定、准确等优点。(本文来源于《山东化工》期刊2015年12期）
气体近红外吸收论文开题报告
（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：
该文设计了一种基于非色散红外吸收原理(NDIR)的可燃气体浓度探测仪。设计了针对可燃气体特性的气体检测室,针对红外热释电探测器输出的特性设计了微弱信号放大电路,使用前端放大器对红外热释电探测器输出的微弱信号进行前端放大,然后对滤波放大后的信号进行采样转换。通过对不同浓度范围的标准可燃气体进行实验测量,拟合得到探测器输出的电压值之比和气体浓度之间的关系,并对可燃气体进行实时测量试验。验证了该检测仪在测量精度、范围等方面的优势。
（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。
气体近红外吸收论文参考文献
[1].钟学森.基于红外吸收的光纤气体传感研究[D].深圳大学.2018
[2].高乾.基于非色散红外吸收原理的可燃气体浓度探测仪研制[J].工业仪表与自动化装置.2018
[3].郭安祥,叶日新,董明,任明,张乔根.基于红外吸收光谱法检测SF_6分解气体的仿真与实验研究[J].绝缘材料.2017
[4].熊仕富,付秀华,刘冬梅,张静.基于甲烷气体红外吸收特性窄带滤波器的研究[J].光子学报.2017
[5].秦敏,张学典,常敏.基于红外吸收光谱的甲醛气体浓度检测[J].光学仪器.2017
[6].刘永宁.气体红外吸收光谱检测信号的分析研究[D].山东大学.2016
[7].黄小亮.基于光子晶体光纤和红外吸收光谱的气体传感系统的研究[D].吉林大学.2016
[8].胡洋.基于红外吸收的哈龙1301气体灭火剂浓度测试原理与技术研究[D].中国科学技术大学.2016
[9].陈伟根,万福,高拓宇,顾朝亮,廖超.差频中红外吸收光谱应用于油中溶解气体分析[J].中国电机工程学报.2015
[10].沈英姬.脉冲加热惰性气体熔融红外吸收-热导法测定镍基高温合金中痕量氧、氮[J].山东化工.2015
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