可调谐激光吸收光谱的甲硫醇气体分析仪研制

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1、可调谐激光吸收光谱的甲硫醇气体分析仪研制DEVELOPMENTOFGASEOUSMETHYLMERCAPTANANALYZERBASEDONTUNABLELASERABSORPTIONSPECTROSCOPY学科专业：仪器科学与技术研究生：甄卫萌指导教师：杜振辉副教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一五年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育

2、机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（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：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要甲

3、硫醇（CH3SH）是一种常见的有毒、恶臭气体，是工农业生产和生物体代谢的产物之一。甲硫醇气体的恶腥气味不仅影响人们的生活质量，并且还对人体健康造成威胁，为了治理环境污染和保证安全生产，迫切需要高精度、高灵敏度的甲硫醇检测仪器，以实现甲硫醇气体的在线、原位、实时监测。本文的主要工作包括：第一，甲硫醇的吸收谱线分析。为了实现甲硫醇气体的特异性检测，需要确定用于甲硫醇气体浓度检测的不受其他气体成分干扰的最优目标吸收谱线，因此，文中分析了甲硫醇基本振动带对应的吸收峰，在甲硫醇的特定吸收波段内空气成分对甲硫醇吸收光谱

4、的干扰，以及实际测量环境中的共存物与对甲硫醇吸收光谱的干扰。第二，激光甲硫醇气体分析仪的设计。根据预期的激光甲硫醇气体分析仪的技术参数，进行激光甲硫醇气体分析仪的整体方案设计，分析了激光甲硫醇气体分析仪的主要模块的功能和组成、仪器的通讯界面设计，还讨论了数据处理流程和波长标定等核心技术。第三，激光甲硫醇气体分析仪的标定、性能测试及评价。文中分析了激光甲硫醇气体分析仪的标定过程及标定结果，还讨论了仪器的性能测试过程及性能评价结果，即通过甲硫醇气体的浓度梯度实验结果评价该仪器的线性度，利用Allan方差评价仪器

5、检测限及最佳积分时间，讨论仪器测量不确定度的来源。本文研制的激光甲硫醇气体分析仪器，具有较高的灵敏度和检测特异性，克服了传统甲硫醇检测方法操作复杂、易老化、会发生交叉检测等缺陷，基本满足了实时在线检测甲硫醇气体浓度的要求，可以应用于工业废气中甲硫醇排放的在线监测。关键词：光谱学可调谐激光吸收光谱带间级联激光器空芯光波导二次谐波检测甲硫醇ABSTRACTMethylmercaptan(CH3SH)isacommontoxicgaswithanextremelyrepulsivesmell.Methylmerc

6、aptanisaproductionofbothindustrialandagriculturalactivities,anditisalsoametabolicbyproduct.Theawfulsmellofmethylmercaptannotonlyaffectourlifequality,butalsoharmourhealth.Inordertocontrolenvironmentalpollutionproblemandguaranteesafetyproduction,itisurgentto

7、developamethylmercaptanmonitoringinstrumentwithahighprecisionandhighsensitivitytomonitormethylmercaptanonline,insituandinrealtime.Firstly,theanalysisofmethylmercaptanabsorptionspectrum.Inordertomonitormethylmercaptanspecifically,itwasnecessarytodetermineth

8、eoptimalabsorptionlinewhichcanavoidthedisturbanceoftheothergases.Therefore,thepaperanalyzedtheabsorptionpeaksaccordingtothebasicvibration,aswellasdisturbancefromatmosphericcomponentsandotherhydrocarbonsinthea