基于TDLAS的甲烷气体监测系统的研究.pdf

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1、基于TDLAS的甲烷气体监测系统的研究MethaneGasMonitoringSystemBasedonTDLAS科、专2011年3月㈣嗍『『

2、『ffJI『『删删㈣Y1886972合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：李鳓彳发锨代专’班赴导师：带．觎工业榉潲授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及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也

3、不包含为获得金胆王些盔堂或其他教育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谢意。学位论文作者签字：糍评签字日期．矽f『年争月砷日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金筵互些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目曼王些太!L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书

4、)学位论文者签名：导师签名：签字日期："lx,t1年年月乙徊签字日期：zoll年4月五伯学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：3电话：邮编：基于TDLAS的甲烷气体监测系统的研究摘要温室效应是当今环境污染的重大问题之一，温室气体的排放是导致全球气温上升的主要原因，甲烷气体是温室气体的主要成分，因此对甲烷气体进行连续监测，对于环境保护和防止温室效应具有重要意义。本文采用可调谐二极管吸收光谱技术(TDLAS)对甲烷气体进行自动连续监测，TDLAS技术是一种新型的气体检测方法，与传统的气体监测方法相比，具有高灵敏度和高选

5、择性，响应速度快，精度高等特点。本文的主要研究工作如下：(1)对气体连续自动监测的几种光谱法作了比较，根据系统的监测要求，确定了基于可调谐二极管吸收光谱技术(TDLAS)对甲烷气体进行连续自动监测；(2)根据比尔．兰伯特定律，通过数学分析的方法，确定被测气体浓度与光强之间的关系，从而确定光源的调制方法；(3)根据HITRAN数据库，确定激光器的调制波长，选择甲烷气体在近红外波段的吸收线；(4)根据TDLAS系统的需要，完成了基于C805l单片机的正弦信号、锯齿波信号以及调制信号的产生，运用锁相环技术完成二倍频电路的设计，

6、利用NI公司的高速PCI数据采集卡完成数据的采集；，(5)运用Labview中的移位寄存器完成数据的数字滤波，并且用最小二乘法的反演得到甲烷气体的浓度信息，实验数据表明该方法的相对误差较小。关键词：可调谐二极管吸收光谱技术(TDLAS)虚拟仪器波长调制二次谐波4MethaneGasMonitoringSystemBasedonTDLASABSTRACTCurrently,thegreenhouseeffectisoneofthemajorproblemsofenvironmentalpollution，emissiono

7、fgreenhousegasisthemaincauseofglobalwarming，methanegasisthemaincomponentofgreenhousegases，forenvironmentalprotectionandtopreventthegreenhouseeffect，itissignificanttomonitormethanegascontinuously．Inthispaper，tunablediodeabsorptionspectroscopy(TDLAS)wasappliedinmon

8、itoringmethanegasautomaticallyandcontinuously，TDLAStechnologyisanewtypeofgasdetection，comparedwiththetraditionalmethod，ithasmanyadvantagessuchashighsensitivity，highselectivity，fastresponseandhighprecision．Themainresearchworkofthepaperisasfollows：(1)Comparingsever

9、alspectrometrymethodsofmonitoringgascontinuouslyandautomatically，accordingtothemonitoringsystem’Srequirements，wedeterminedthemethodoftunablediodeabsorptionspec