基于弛豫铁电单晶热释电红外探测器的非分散红外线气体监测系统

发布时间：2023-10-29 11:39

　　随着全球范围内空气污染的加剧以及人们对空气污染问题重视程度的提高,气体传感器和气体检测仪器的发展已成为全球关注的焦点。国内外各大研究机构和公司也相继开发了多种污染物排放检测技术与设备,其中对固定污染源、特别是CO₂、VOCs等气体排放的在线检测尤为关注。目前市场上主要的气体检测器多为催化燃烧式、电化学式、光电子式以及红外吸收式,其中红外吸收式气体检测器因其稳定性好、使用寿命长、响应时间短、精度高、不易中毒而成为市场发展的主要方向。针对高精度气体检测系统的发展和应用需求,本论文设计并研制了非分散红外线(NDIR)气体检测系统,主要包括:设计气体检测系统的光路结构;制备基于弛豫铁电单晶的高性能热释电型红外探测器,并将其应用于系统光路设计中;设计气体检测系统的硬件结构,使用C语言编写模块化程序;对完整的气体检测系统进行吸收实验,对实验结果数据进行处理,误差分析及标定。在系统的光路部分,为了验证系统整体的可行性,我们首先分析了气体吸收的光谱特点。通过研究CO₂气体的中心吸收峰波长及峰宽,结合Lambert-Beer定律,确定了CO₂

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 气体检测技术概述
    1.3 红外探测器概述
    1.4 非分散红外气体检测系统的国内外研究现状
    1.5 本论文选题依据和主要研究内容
第二章 非分光红外气体检测系统的工作原理
    2.1 Lambert-Beer定律
    2.2 差分检测方法介绍
    2.3 非分光红外气体检测系统优势
    2.4 本章小结
第三章 基于弛豫铁电单晶热释电红外探测器的制备
    3.1 弛豫铁电单晶性能调控
    3.2 弛豫铁电单晶的光学特性
    3.3 弛豫铁电单晶灵敏元的制备
        3.3.1 晶片处理
        3.3.2 灵敏元电极制备
        3.3.3 灵敏元吸收层制备
    3.4 电流模式探测器的制备与性能优化
    3.5 本章小结
第四章 非分光红外气体检测系统的设计制备
    4.1 系统的总体设计
    4.2 系统的光路结构设计
        4.2.1 光源参数的确定
        4.2.2 气室设计
    4.3 系统的硬件电路设计
        4.3.1 光源稳压驱动电路
        4.3.2 信号处理电路
        4.3.3 单片机处理电路
    4.4 主程序流程
    4.5 气体浓度标定分析
    4.6 温度漂移分析
    4.7 本章小结
第五章 系统的实验结果与误差分析
    5.1 系统精度理论计算
    5.2 实验结果得出
    5.3 误差分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3858006