| 【中文题名】 | 基于多次再入射光学谐振腔的甲烷气体传感器的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Methane Sensor Based on Multi-pass Cavity |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-11 |
| 【中关键词】 | 甲烷,谐振腔,光谱吸收,LED,滤光片,差分检测 |
| 【英关键词】 | methane,resonator,absorption spectrum,light-emitting diode （LED）,filter,differential detecting method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>化学传感器 |
| 【论文摘要】 | 在我国，煤炭行业中的瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的大敌，目前已成为制约煤矿安全生产的主要矛盾。在煤矿开采过程中，安全方面的隐患正在逐渐增多，瓦斯事故，特别是重大、特大瓦斯事故在煤矿事故中占的比例逐年升高，不容忽视。因此，实时检测甲烷气体(瓦斯的主要成分)的产生源、泄漏源及浓度，对工矿安全运行，人身安全及环境保护有着十分重要的作用。
本文创造性地提出将光谱吸收型传感技术和光学谐振腔理论相结合的设计思路，将吸收光强与气体含量之间的定量关系与多次再入射光学谐振腔理论有机结合起来，设计了基于多次再入射光学谐振腔理论的光学甲烷气体传感器气体吸收腔，以改进甚至可以取代传统光学甲烷气体传感器中因为需要散热而体积庞大的吸收气室。本文设计的新型气体吸收腔，在解决传统气室不宜散热的问题的同时，在很大程度上减小了气体吸收腔体的物理尺寸，而且光学结构简单，稳定性高，检测精度较高，受环境等外界因素影响较小，同时还有具有防电磁干扰，无污染，节约能量等优点。较其他光学甲烷气体传感器而言，该甲烷气体吸收腔的最大特点是体积小，可以达到便携的效果，使光学甲烷气体传感器不只是可以工作在实验室中，也可以在实际外界环境中实时连续检测甲烷... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 引言 |
10-21 |
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§1．1 现有主流甲烷气体传感器分析 |
11-17 |
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§1．1．1 载体催化法甲烷气体传感器原理及分析 |
11-13 |
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§1．1．2 光谱吸收法甲烷气体传感器原理及分析 |
13-16 |
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§1．1．3 现有主流甲烷气体传感器总结 |
16-17 |
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§1．2 基于光谱吸收法的甲烷气体传感器的研究现状 |
17-19 |
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§1．3 课题来源、研究内容及研究意义 |
19-21 |
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§1．3．1 课题来源 |
19 |
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§1．3．2 研究内容与创新点 |
19 |
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§1．3．3 研究意义 |
19-21 |
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第二章 原理依据 |
21-32 |
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§2．1 比尔—朗伯(Beer-Lamber)定律 |
21-22 |
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§2．2 气体分子的典型吸收线 |
22-23 |
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§2．3 甲烷气体吸收谱线的选择和光源波长的确定 |
23-26 |
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§2．4 差分检测原理 |
26-31 |
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§2．5 本章小结 |
31-32 |
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第三章 甲烷气体传感器系统设计 |
32-62 |
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§3．1 光源的选择 |
32-36 |
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§3．2 光电转换检测输出光信号 |
36-39 |
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§3．3 差分检测的原理与实现方法 |
39-41 |
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§3．4 气体吸收腔的原理分析与设计 |
41-61 |
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§3．4．1 光学谐振腔的一般问题 |
41-42 |
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§3．4．2 多次再入射光学谐振腔的设计 |
42-61 |
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§3．5 本章小结 |
61-62 |
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第四章 基于多次再入射光学谐振腔原理的甲烷气体传感器的实验研究 |
62-68 |
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§4．1 引言 |
62 |
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§4．2 吸收腔的腔长实验 |
62-65 |
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§4．3 气体浓度与光电检测信关系实验 |
65-68 |
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第五章 结论与展望 |
68-71 |
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附录A：甲烷气体吸收谱线 |
71-73 |
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参考文献 |
73-76 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
76-77 |
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致谢 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.379778 |
