(1)对国内外有关污染气体检测方法和理论、浓度检测仪器开发的相关资料做调研,从
中选取一套适合于痕量氨气浓度检测的理论用做仪器开发的支撑。本课题选用TDLAS光谱
分析技术用于痕量氨气的检测。
(2)针对TDLAS理论做深入剖析,包括其检测原理,实现过程和注意事项,为氨气检测
系统的开发做理论积淀。论文中主要对TDLAS技术涉及的调制光源,调制方法和谐波检测
理论做详细阐述。
(3)分析电厂逃逸氨排放的原理和现状,针对其排放标准制定检测系统的测量指标。本
系统的最低测量指标为不大于lppm的氨气浓度测量精度。
(4)分析氨气的红外吸收光谱,对氨气吸收谱线做出选择,并根据该谱线对激光光源和
光电探测器做出对比和选择。课题中TDLAS采用的1512nm吸收线,激光光源采用QPHOTONICS
公司QDFBLD-1512-15型DFB激光器,探测器采用THORLABS公司FGA21光电探测器。
(5)对不同的测量方式进行对比分析,结合氨气测量现状最终选取直插式作为系统探测
方式。并根据直插式探管设计角锥棱镜光路系统,以增加吸收光程,增强光路稳定性,提
高探测准确性和精度。
(6)针对仪器的应用环境和测量指标完成检测系统的整体架构设计,整体光路设计,参
考气室设计和探管设计。
(7)完成系统的硬件电路设计。包括激光器状态的采样电路,激光器的驱动电路,激光
器的温控电路,谐波检测电路和AD采集模块电路。
(8)完成系统的软件模块开发。包括STM32各模块的开发,激光器状态监测的软件实现,
AD芯片与STM32的数据通信,仪器功能的开发,信号处理的软件实现。论文中详细阐述了
其中部分软件的设计思路。
(9)搭建氨气检测系统雏形,探究合适的调制参数,实现氨气检测的最优功能。
(10)探究一种可以提高浓度计算精确性的信号处理方式。本课题采用二次谐波标态化
的方法完成信号处理,并对标态化的两种实现方案做出实验验证和对比,最后利用这两种
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