基于差分吸收光谱的光纤收发小型化空气监测系统研究

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1、分类号：TH79密级：UDC：编号：13-080400-11M学位论文基于差分吸收光谱的光纤收发小型化空气监测系统研究耿晓娟指导教师姓名：魏永杰副教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：仪器科学与技术论文提交日期：2013年03月论文答辩日期:2013年03月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2013年03月ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyRESEARCHONAMINIATURIZEDAIRMONIT

2、ORINGSYSTEMWITHDIFFERENTIALOPTICALABSORPTIONSPECTROSCOPYANDTRANSIMIT-RECIVEFIBERSbyGengXiaojuanSupervisor:AssociateProfessorWeiYongjieMarch2013原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性

3、声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文基于差分吸收光谱的光纤收发小型化空气监测系统研究摘要随着我国城市化、工业化进程的不断推进，大气环境形势日趋严峻，

4、严重危害到人类的健康。人们对生存环境的改善要求也越来越强烈，开发性能高、应用范围广的环境监测仪器，是目前环境保护和治理的基础性重点工作。本文根据差分吸收光谱(DOAS)技术的基本原理，首次提出将光纤一体式结构用于DOAS系统发射和接收光谱。在已开发的典型结构DOAS系统基础上，研制基于光纤收发一体的小型化DOAS样机，用于连续监测空气中的主要污染气体，增强系统的环境适应能力，可用于露天环境的安装和使用；在性能方面，可提高光谱利用效率、减小硬件复杂的结构、简化调整。以该样机为核心，开发了空气质量自动监测系统，采用小型化的工控机，对各功能模块进行控制和数据采集。通过采用上述关键技术，

5、使开发的空气质量自动监测系统工作更稳定，具有更强的灵活性和实用性。论文的主要工作有以下几个方面：1.在课题组开发的典型DOAS系统基础上，提出将光纤一体式结构用于DOAS系统，对光谱进行发射和接收，研制了基于光纤收发一体的小型化DOAS系统，用于监测空气中SO2、NO2和O3等痕量气体的浓度。2.以DOAS测量单元为核心，开发了空气质量自动监测系统，集成CO、颗粒物、气象参数测量单元，实现了环境空气质量主要指标的实时监测。3.开发了系统软件，实现了系统控制和数据采集、数据处理、结果显示等功能，并预留无线传输端口，便于远程数据传递。研究了数据处理算法。4.采用SO2、NO2标准气体

6、对研制的样机进行标定，并采用研制的样机对空气质量进行了现场监测。关键词：空气质量自动监测，差分吸收光谱(DOAS)，光纤收发一体，小型化i基于差分吸收光谱的光纤收发小型化空气监测系统研究ii河北工业大学硕士学位论文RESEARCHONAMINIATURIZEDAIRMONITORINGSYSTEMWITHDIFFERENTIALOPTICALABSORPTIONSPECTROSCOPYANDTRANSIMIT-RECIVEFIBERSABSTRACTTheboomingindustrializationisalsomakingtheenvironmentpollutionmore

7、seriously,whatisthreateninghuman’shealth.Itisurgenttoimprovethelivingenvironment.Basically,wehavetoresearchanddevelopenvironmentalmonitoringinstruments.Theinstrumentsshouldbehigh-performanceandwell-adapted.Basedonthedifferentialopticalabsorpt