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摘要:根据HITRAN数据库中甲烷分子近红外吸收谱线,选用波长1651nm二极管激光器作为光源,研制了一种新型近红外
, n/ @( s! h% O7 n3 W9 `光声光谱甲烷气体浓度检测系统。以单片机AT89C52为核心处理器,融合了模/数转换电路、通信电路显示电路、看门狗监
$ h7 O G# P+ @# }& r控电路等组合技术，可进行声、光报警,具有通信功能。实验表明,该系统的稳定性和灵敏性都大大提高,实现了对甲烷浓度8 z: A8 e1 \2 b5 X* x8 t
的检测和显示,检测的灵敏度为1460 ppm/m。在煤矿瓦斯监测、大气环保监测、天然气泄漏监测等方面都具有广泛的应7 w/ [$ D+ p3 \
用前景。1 C% z" B P( r! X# k; v8 \( t4 H& c
关键词:光声光谱;甲烷;气体;单片机;近红外光声光谱0 C1 Q6 b. ~" l* T7 p) p
引言9 P' S* U7 H2 {) @9 x7 @2 u1 {# ^
利用光声光谱法检测气体- - 直是研究的热点。光声光谱法1 K m+ A# J+ ]$ r* a# H4 B
是一种新的简单、灵敏而又不破坏样品的分析测试手段。它的2 I' Z$ M/ @0 \# K
基本原理是基于1880年,美国科学家,贝尔电话公司的创始人
9 @1 Z, h0 {: @/ j6 i* f3 ABell发现的光声效应。Viegeroy 第- - 次实现了光声光谱技术在( z4 W2 v/ a4 B6 A. L% }& A( n8 C1 {
气体光谱分析中的应用,接着在1943年Luft就使用红外光谱9 W# J5 i1 h Z A/ w
带光源测得了微量气体的吸收谱,灵敏度达到ppm量级。20世
% ^ `7 q4 X) u1 s9 {纪70年代声随着弱信号检测技术的不断积累和发展，高灵敏度3 N7 E( ~, O% C- y
微音器和压电陶瓷的出现,以及各种激光器的相继问世,光声技& N0 i+ {- ?# V7 l+ Q* X
术得到广泛的重视,尤其在微量气体检测方面,光声技术获得了
4 a' F+ E: s# _+ T9 F广泛的研究和发展。近几年人们注意到在天然气煤气管道泄漏,2 k; i5 v# p0 c6 ^
大气环境，燃烧过程控制、食品工业、呼吸诊断以及故障预警等
0 ]1 |3 E) o. U领域对甲烷浓度监测的重要性。尤其在煤炭矿井中,甲烷是瓦
& Q3 x1 d1 e4 a& L' ^7 |2 \斯气体的主要成分。由于瓦斯气体是一-种可燃 、可爆性气体,严5 D. M ~+ t) ?$ \3 w- V
重威胁到煤矿作业人员的生命安全,影响矿井的正常生产,是煤
3 e8 {1 @, N* T% k8 t5 e矿中重大自然灾害的根源之一。因此,对甲烷浓度的相关信息% |% |- T$ e" K, ~4 }5 v
检测在化工生产、石油运输等其它工业,尤其在煤炭开采中极
# M# r; a* N; _+ B. v/ [为重要,乃至现在的新技术革命带头学科如生物科学、微电子% J+ J$ K q: ~, U% K
学、新型材料等领域均有着越来越广泛的应用。
% L, O; q7 b6 z p! o本文研究的是基于单片机控制的监测甲烷气体浓度的光声0 t8 l; i, O( M
光谱系统,以单片机AT89C52为核心处理器利用甲烷分子能
- A# j) E8 L& }4 G9 ~* b吸收特定波长的红外线来测定甲烷浓度。该系统可实现在线,
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, n9 N5 ^. I! Y! `$ Y! i1 @8 a* d P/ I5 A
. n& \7 ]: p8 T! m- [# T附件下载：
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发表于 2020-7-15 14:37
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