基于谱线线型峰值研究的气体浓度检测技术

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1、中图分类号UDC0561．3530硕士学位论文学校代码!Q533密级公珏基于谱线线型峰值研究的气体浓度检测技术Gasconcentrationmeasurementtechnologybasedonthestudyofpeakvaluesofspectrallineprofiles作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期Z!l至：主：3l-陈舟电子科学与技术气体浓度检测物理与电子学院陶少华教授答辩委员会主席』睢中南大学2013年5月原创性声明本人声明，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。

2、尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：冲年毒月3日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文

3、全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。⋯名：降骗燧名：趔吼业年厶上日中南大学硕士学位论文摘要基于谱线线型峰值研究的气体浓度检测技术摘要：环境污染是全世界广泛关注的焦点问题，在各种环境污染中，大气污染尤为突出，如何对这些气体做出准确的定量分析已迫在眉睫。近年来，跟据Lambert．Beer定律，利用激光技术和分子吸收光谱理论进行气体浓度检测的技术发展迅速。在这些检测技术中气体谱线线型峰值是一个重要的参数，它易受周围环境中压强和温度的影响。本文详细分析了温度和压强的变化对气体谱线线型峰值的影响，得出了在温度和压强的作用下计算气体谱线线型峰

4、值的一般方法。然后在实验中，利用高分辨率激光器、光电探测器和气体室等设备对乙炔气体的浓度进行检测研究，掌握了在实验条件下进行气体检测的步骤和方法。在对Voigt线型峰值的计算进行优化后，考虑温度和压强同时变化对气体线型峰值的影响，发现可用Lorentz线型来计算峰值吸收系数的温度和压强范围都扩大，而Gauss线型在绝大数情况下不能用来计算峰值吸收系数；在一定的温度范围和压强范围内，如果只考虑压强或温度的变化，由此计算的三种线型峰值的相对误差大于O．1。因此，在计算线型峰值时，需考虑压强和温度同时变化对线型峰值的影响。再分别讨论了甲烷、二氧化碳、

5、一氧化碳及一氧化氮，得到与氟化氢的结论相似的结论，结论的不完全相同是由于不同气体在波数、压力展宽系数、相对分子质量及温度系数上的不同而导致。‘实验研究中，利用高分辨激光器和光电探测器集成设备一一PHOENIXTMTunableLaserSource对乙炔样品气体的浓度进行检测。从对实验系统的搭建，实验数据的获取和分析计算，掌握了在实验室条件进行气体检测的步骤和方法。通过进一步的理论完善和技术改进，可以预见，本套实验装置可实现同时检测多种气体的浓度，在实际应用中具有较大的开发价值。关键词：气体检测，Lambert．Beer定律，气体谱线线型，温度

6、和压强分类号：0561．3中南大学硕士学位论文摘要GasconcentrationmeasurementtechnologybasedonthestudyofpeakvaluesofspectrallineprofilesAbstract：Environmentalpollutionshavegivenrisetoworld-wideconcernscurrently．Amongthevariousenvironmentalpollutions，airpollutionisextremelyharmful．Thus，howtoanalyzeth

7、eingredientsofthemixedgasesquantitativelyandaccuratelyplaysanimportantroleinthecontrolofenvironmentalpollutions．RecentyearshaveseentherapiddevelopmentofgasdetectiontechniqueswiththelasertechnologyandthetheoryofmolecularabsorptionspectrumbasedontheLambert-BeerLaw．Inthesegasde

8、tectiontechniques，thepeakvalueofthespectrallineprofileofagasisanimportantpa