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基于激光光谱技术的低浓度CO检测系统设计
资料介绍
本论文属于应用激光光谱技术进行气体浓度检测方面的研究，论文在吸收理论的基础上，设计了一个检测系统来实现对CO的检测。CO作为一种有毒气体，不仅对人体生命安全构成威胁，还是一种污染性气体，会引起空气污染，对人类的生产生活影响很大。低浓度CO会造成各种非职业性CO中毒，却因浓度低而容易遭到忽视。加强空气中低浓度CO气体的检测，可以更好的保障人们的健康和生命安全。同时CO浓度信息也为空气质量监测提供了更可靠的依据。因此，CO气体的检测是非常重要的。
论文对CO检测系统的吸收气室、吸收波长、检测电路等进行了设计，并根据实验数据建立了CO气体分析模型。该系统是在研究了当前多种CO检测技术方案、以及国内相关检测设备发展现状的基础上做出了进一步分析和探究的产物。通过对气室、光电探测器具体模块设计方案的比较，确定了合理的设计方案。采用小型渐变折射率透射气室，提高了光在传输和吸收过程中的效率。论文对分子光谱吸收理论、Lambert-Beer定律进行了深入的学习。在掌握了这些理论基础后，又对CO吸收谱线特点详细进行分析，选定气体最佳吸收波长为1.568μm。检测元件选用雪崩光电二极管作为光电探测器，它具有雪崩效应，特点是能够得到较理想的光电信号。电路中以MAX5026作为偏压电源，以OPA376和AD797作为信号放大，以STM32单片机作为处理器。数据处理算法以及差分吸收法模型的建立，排除了由外界环境带来的影响，使得系统的检测性能进一步提高。
本论文完成了低浓度CO检测系统的设计，具体包括光路设计、吸收气室设计、信号采集及处理电路设计。通过实验建立了CO分析模型，可对空气中低浓度CO气体进行监测。该检测系统具备良好的实时性、较好的准确性和适应性，更换系统光源波长可方便的应用于其它气体的浓度检测，具有较好的应用与发展前景。为环境监测、防灾减灾等领域提供了较好的理论参考和工程实用价值。
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| 基于激光光谱技术的低浓度CO检测系统设计.pdf | 9M |
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