基于拉曼和红外光谱的无损检测的研究

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1、学校代码10530学号201510121252分类号O433.4密级硕士学位论文基于拉曼和红外光谱的无损检测的研究学位申请人李远新指导教师常胜利教授彭向阳教授学院名称物理与光电工程学院学科专业光学工程研究方向发光与显示技术二〇一八年六月八日StudyonnondestructivetestingbasedonRamanandinfraredspectroscopyCandidateLi,YuanxinSupervisorProfessorChang,ShengliProfessorPeng,XiangyangCollegeScho

2、olofPhysicsandOptoelectronicsProgramOpticalEngineeringSpecializationLuminescenceandDisplayTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune8th,2018湘潭大学硕士学位论文湘潭大I学湘潭大学硕士学位论文摘要光谱检测具有非接触、无损、安全和快速的优点，在民用和军用领域有广泛和重要应用。在军用方面，本论文用拉曼光谱、结合第一性原理计算，研究了新型弹药内

3、部的压力特征；在民用方面，针对高温气体遥测和危险化学品气体监测的需求，搭建了气体池，研究了CO2气体在不同温度和浓度下的红外光谱的特征，为基于红外谱的监控预警打下了基础。1.测量了黑索金(RDX)药柱的拉曼光谱，结合理论计算，确定了RDX的特征谱，通过分析发现RDX内部压强与其特征光谱的移动存在线性关系。这样我们就可以先在实验室标定黑索金药柱拉曼特征谱移动与外压强之间的线性关系，然后测量具有异形黑索金药柱的拉曼谱，与标准样品的拉曼谱比较得到谱线移动，根据标定得到的线性关系得到异形黑索金药柱的内部压强，从而实现对黑索金内部压强的无损

4、检测。实验表明该方法具有灵敏度高，一致性好的优点。2.为实现火灾和有害气体预警，需要首先建立气体在不同浓度、温度下的红外光谱数据库,将检测得到的光谱与数据库比对从而反演目标气体相关物理和化学特性。为测量不同温度和浓度下气体的红外光谱，我们搭建了气体池，在气体池中注入待测气体，分别控制其温度和浓度，测量气体红外光谱。利用该装置可以实现对350得气体红外谱的测量。我们使用BrukerIFS125HR超高分辨率傅里叶变换红外光谱仪，测量了CO2在不同温度和浓度下的红外谱，发现了其精细谱随温度和浓度变化的特征，观察到了CO2光谱中的自吸收

5、效应，初步建立了CO2红外光谱数据库。关键词：拉曼光谱；红外光谱；无损检测；压强检测；灾害预警II湘潭大学硕士学位论文AbstractDetectiontechnologybasedonopticalspectrumanalysis,whichisnon-contacting,non-destructive,safeandfast,hasbroadandimportantcivilandmilitaryapplications.Inmilitaryapplications,weobtainedthepressurecharacte

6、risticsofnewammunitionsbyRamanspectrummeasurementandfirst-principlescalculation.Incivilapplications,fortherequestofremotedetectionofhotgasesanddetectionofdangerouschemicalgases,wehavebuiltagaspoolandinvestigatedtheinfraredspectraofCO2,whichprovidesbasisforinfrared-spe

7、ctrum-basedearly-warning.BasedonthemeasuredRamanspectrumofRDXgrainsandfirst-principlescalculations,itisfoundthattheinternalpressureinRDXgrainsislinearlydependentonthepressureinducedRamanspectrumshift.Thislinearrelationcanbecalibratedinthelaboratory,basedonwhichtheinte

8、rnalpressureintheirregular-shapedRDXcanberetrievedfromthedifferenceoftheRamanspectrumofthetargetandthestandardsample.Inthisw