收峰拟合曲线表清单表常见气体在近红外波段吸收波长表电压浓度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表万方数据中国计量学院硕士学位论文绪论研究背景人存在离不开空气，就像鱼离不开水。空气是人体呼吸作用必须物质，它可以保证人们机体正常运行。因此，空气质量好坏直接关系到人身安全。随着我国经济化不断迅速发展，第二产业作为经济发展支柱产业。工业化程度急速发展，我们在生产生活中不断受到各种空气污染，尤其近年来雾霾天气加重，都起因于空气中各种有毒气体。在车辆排放石油化工业垃圾填埋冶金高炉气体排放和城市污水处理等各个方面，我们身体都在遭受有毒气体威胁。是地球大气中存在最广泛污染物，亦是含碳物质燃烧不完全产生主要污染气体。人类生存环境中污染主要原因是内燃机排放废气，其次是人万方数据万方数据目次目次图清单表清单绪论研究背景气体传感器电化学气体传感器半导体气体传感器光纤气体传感器其它气体传感器气体浓度光学检测方法本文研究意义本文主要研究内容基于红外光谱气体浓度检测原理气体分子吸收光谱比尔朗伯定律吸收谱线研究光谱吸收型气体浓度检测原理差分吸收型气体浓度检测模型本章小结气体浓度检测系统结构设计基于中红外光谱系统设计与分析系统总结构光源选择及驱动电路设计气室设计光电检测电路设计基于数据处理及显示万方数据测量结果及分析基于近红外光谱系统设计与分析系统总结构气室设计测量结果及分析两种系统方案特性本章小结总结与展望主要工作总结展望参考文献作者简历万方数据图清单图电化学气体传感器系统原理图图传感器示意图图在附近吸收谱线图基于钯膜锥形单模光纤氢气传感器传感头示意图图基于检测原理图图技术原理图图技术原理图图技术原理图图电子跃迁能级图图在红外波段吸收谱线图基频谱支部分吸收谱线图第泛频谱支部分吸收谱线图第二泛频谱支部分吸收谱线图典型光谱吸收型气体浓度检测原理图图差分吸收型气体传感原理图图差分法光谱吸收原理图图基于中红外光谱气体浓度检测系统原理图图型号为实物图图准连续驱动方式图序列脉冲驱动方式图光源驱动系统框图图压控恒流源驱动电路图基于中红外光谱气体浓度检测系统气室设计图气室实物图图光电探测器检测电路原理框图图实物图图前置放大电路图巴特沃斯二阶低通滤波器图程控增益放大电路图嵌入式开发板实物图图测试电路图电压浓度曲线图图浓度电压拟合曲线图图基于近红外光谱气体浓度检测系统原理图图带尾纤自聚焦透镜构成透射式气室图带尾纤自聚焦透镜加上端面反射镜构成反射式气室万方数据图由自聚焦透镜组串联构成反射式气室图通过不同浓度气体输出光谱图图不同气体浓度在四个吸收峰拟合曲线表清单表常见气体在近红外波段吸收波长表电压浓度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表表吸收峰处浓度吸收强度实验数据表万方数据中国计量学院硕士学位论文绪论研究背景人存在离不开空气，就像鱼离不开水。空气是人体呼吸作用必须物质，它可以保证人们机体正常运行。因此，空气质量好坏直接关系到人身安全。随着我国经济化不断迅速发展，第二产业作为经济发展支柱产业。工业化程度急速发展，我们在生产生活中不断受到各种空气污染，尤其近年来雾霾天气加重，都起因于空气中各种有毒气体。在车辆排放石油化工业垃圾填埋冶金高炉气体排放和城市污水处理等各个方面，我们身体都在遭受有毒气体威胁。是地球大气中存在最广泛污染物，亦是含碳物质燃烧不完全产生主要污染气体。人类生存环境中污染主要原因是内燃机排放废气，其次是人玉田,郑龙江,候培国等光电子学与光纤传感器技术北京国防工业出版社刘文琦,牛德芳透射式光纤气体传感器研究仪表技术与传感器,宋雪梅,刘建国,张玉钧等可调谐半导体激光吸收光谱法检测二氧化碳通量光谱学与光谱分析张春晓基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和气体测量浙江浙江大学,付华,蔺圣杰,杨欣光纤气体检测系统研究传感器与微系统孙亦鹏,曹红加,张清峰电厂烟气检测技术应用电站系统工程陈晓宁,刘建国,司福祺等非分散红外气体检测系统研究大气与环境光学学报,林宇巍光腔衰荡光谱技术及其在痕量气体分析中应用低温与特气李文超,田秀仙,吴飞等光纤环路光腔循环衰荡多组分气体浓度在线测量系统研究传感技术学报万方数据中国计量学院硕士学位论文,黄中华,王俊德傅里叶变换红外光谱在大气遥感监测中应用光谱学与光谱分析徐亮,刘建国,高闽光等开放式长光程傅里叶变换红外光谱系统在环境气体分析中应用光谱学与光谱分析杜建华,张认成,黄湘莹等和气体红外光谱技术在火灾早期探测中应用研究光谱学与光谱分析,王明华,徐端钧,周永秋等普通化学第五版北京高等教育出版社，王明宗,何欣翔,孙殿卿实用红外光谱学第二版北京石油工业出版社,徐志超应用光谱学华东师范大学出版社,陆维敏,陈芳谱学基础与结构分析北京高等教育出版社,白长城,张海兴,方湖宝红外物理北京电子工业出版社,王玉田,郑龙江,候培国等光电子学与光纤传感器技术北京国防工业出版社,靳伟,廖延彪,张志鹏等导波光学传感器原理与技术北京科学出版社钟铁钢,梁喜双,刘凤敏等固体电解质硫化氢气体传感器特性研究传感技术学报丁黎明,赵景波催化燃烧型甲烷传感器研究传感器与仪器仪表万方数据中国计量学院硕士学位论文李平,余萍,肖定全气体传感器近期进展功能材料何世堂,王文,刘久玲等声表面波气体传感器研究进展应用声学梁汉昌气相色谱法在气体分析中应用化学工业出版社,张季熊,李郁章,王海波荧光光纤传感器仪表技术与传感万方数据中国计量学院硕士学位论文作者简历姓名何柏村，性别男，民族汉，出生年月，籍贯浙江省丽水市。年月年月中国计量学院微电子学年月年月中国计量学院光学工程获奖情况中国计量学院研究生等奖学金中国计量学院文艺积极分子中国计量学院优秀学生二等奖学金。攻读硕士学位期间发表学术论文何柏村,康娟,朱英昊等氧化碳浓度光学检测技术研究进展及应用光通信技术,万方数据基于红外光谱气体浓度检测系统研究作者何柏村学位授予单位中国计量学院引用本文格式何柏村基于红外光谱气体浓度检测系统研究学位论文硕士硕士学位论文基于红外光谱气体浓度检测系统研究作者何柏村校内导师康娟副教授校外导师吉开学科光学工程中国计量学院二〇四年三月万方数据,万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文基于红外光谱气体浓度检测系统研究作者何柏村学科专业光学工程校内导师康娟校外导师吉开申请学位工学硕士研究方向光纤传感技术及应用二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究工作和取得研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文规定。特授权中国计量学院可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文复印件和磁盘。保密学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢时光易逝，转瞬间两年多研究生生涯即将结束，回顾这段岁月，受益匪浅。在攻读硕士时段里，无论是在学习上还是在生活上，我都得到了老师和同学悉心指导和无私帮助。在此，对所有帮助和关心过我人们表示由衷致谢！首先，要向我导师康娟副教授表示最诚挚感谢。康老师严谨治学态度渊博学术知识，谆谆诱导指导方式，温文尔雅性格以及朴实为人都对我产生了深远影响。他不仅在学术上悉心指导，更像位朋友，理解我，帮助我，关心我，鼓励我，使我能够不断地学习成长。本论文正是在康老师细心指导下完成，从论文选题研究工作开展实验设计执行到论文撰写，整个过程都凝聚了康老师大量心血和汗水，在此，谨向辛勤栽培我导师表示最真挚谢意及深深敬意。再次，要感谢本专业其他同学以及各位师兄师姐师弟师妹，有了他们陪伴和关怀，我整个研究生阶段学习生活充满快乐和难忘记忆。在我遇到困难时，大家热心和帮助给了我莫大鼓励和安慰。最后，要感谢我父母，感谢他们对我养育之恩及理解和支持。何柏村年月万方数据基于红外光谱气体浓度检测系统研究摘要随着经济社会快速发展，工业化程度日益加深，大气污染愈加严重。氧化碳是大气主要污染物之，因此，有效动态监测是个具有重大意义课题。传统电式气体传感器在使用过程中可能会产生电火花并甚至爆炸而光学传感器采用光作为信息载体，因此可以应用于在密闭或者危险环境中检测。本文主要针对气体光学传感器理论和实验设计进行研究。本文主要工作内容如下分析研究了气体传感器背景意义和发展现状。简要描述了气体传感器原理和分类，着重论述了几种典型气体光学检测方法，为基于红外光谱气体传感器制作奠定了理论基础。简单介绍了气体分子吸收光谱原理，并对基于气体分子吸收光谱理论比尔朗伯定律进行了详细介绍。利用哈佛大学软件结合气体分子吸收光谱理论着重讨论了气体红外吸收谱线。论述了光谱吸收型气体检测系统原理，并对差分吸收型传感系统数学模型进行了分析。详细介绍了两种基于光谱吸收型浓度检测系统。种基于中红外光源中心波长，设计了光源驱动电路和光电探测电路，提高了系统精确性能，采用开发板作为数据处理单元，保证了数据处理实时性，并设计了上位机用户图形界面以便于直观地显示气体浓度和输出电压关系，系统相对误差在量级。另种基于近红外光源中心波长，设计了种串联自聚焦透镜组反射式气室，提高了系统灵敏度，相对误差在量级。最后分析了这两种气体检测系统实验结果，对各自特点进行了总结，并对两种检测系统进行了比较。本论文研究内容，不仅丰富了气体传感理论，而且为基于红外光谱吸收型气体传感器进步研究和投入实用奠定了基础。关键词气体检测红外光谱差分自聚焦透镜分类号万方数据,