一種新型高精度甲烷濃度檢測(cè)系統(tǒng)的研究

【摘要】：在氣體濃度檢測(cè)過(guò)程中采用特征光譜吸收法時(shí),提高氣體濃度檢測(cè)精度常常需要采用高質(zhì)量窄帶激光器并調(diào)制其波長(zhǎng)使其對(duì)準(zhǔn)被測(cè)氣體特征吸收峰的方法,這樣大大增加了對(duì)激光器的要求及系統(tǒng)成本。為了在采用原有便攜式、低成本固體激光器的條件下獲取更高的檢測(cè)精度,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)換窗差分吸收光學(xué)結(jié)構(gòu)以及特征吸收差分比例算法。分析了特征波長(zhǎng)位置選擇的依據(jù),給出了實(shí)現(xiàn)該處理算法的步驟。系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)換窗與吸收氣室組合的方法,將非特征吸收峰位置上的光強(qiáng)響應(yīng)通過(guò)求比值的方法約掉,從而實(shí)現(xiàn)了與采用窄帶激光器對(duì)準(zhǔn)特征吸收峰位置相近的檢測(cè)效果。實(shí)驗(yàn)采用MW-IR-1650型紅外激光器、SSM17-2型步進(jìn)電機(jī)控制模塊、C30659型紅外探測(cè)器等器件,對(duì)不同濃度的甲烷氣體進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果顯示在200~5 000ppm之間測(cè)量相對(duì)誤差基本在2.0%以內(nèi)。證明了該系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)精度及穩(wěn)定性。 【作者單位】： 中北大學(xué)電子測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 光譜檢測(cè) 差分比例算法 特征吸收轉(zhuǎn)換窗 甲烷濃度
【基金】：科技部國(guó)際科技合作項(xiàng)目(2012DFA10680)資助
【分類號(hào)】：O433
【正文快照】： 引言甲烷(CH4,CAS:74-82-8)是一種無(wú)色無(wú)味的氣體,具有可燃性,是主要的能源氣體之一[1]。其廣泛分布于自然界,沼氣、天然氣、坑道氣等的主要成分即為甲烷[1,2]。由于甲烷應(yīng)用廣泛,故對(duì)其濃度的檢測(cè)也早有研究,從傳統(tǒng)礦井內(nèi)防爆檢測(cè)到大型天然氣傳輸管道泄露遙測(cè)等。按照甲烷濃

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