研究目的
研究基于三镜结构的新型密集图案气体池在乙炔检测中的可行性与性能,该气体池采用近红外可调谐激光吸收光谱技术。
研究成果
所提出的基于三镜的密集图案气体池在小体积和高利用率条件下对乙炔检测展现出良好性能。该传感器系统在0.5秒平均时间内实现了4.36 ppm的检测限(LoD),当平均时间超过10秒时检测限低于1 ppm。未来需要优化光斑分布规则以实现进一步改进。
研究不足
实验中获得的反射次数远少于模拟结果,这是由于各参数误差累积所致。需要进一步研究三镜面上的光斑分布规律,以提高镜面利用率,在小体积电池单元和高镜面反射率条件下增大光程长度。
1:实验设计与方法选择:
提出并设计了一种基于三镜的密集图案气体池。通过仿真与实验对比验证了建模与设计的有效性。设计了用于光路对准的机械结构。
2:样本选择与数据来源:
利用气体混合系统制备不同浓度水平的乙炔气体样本,用于校准与验证。
3:实验设备与材料清单:
近红外激光器、三镜气体池、数据采集(DAQ)卡、LabVIEW平台、探测器、分束器、针孔及气体混合系统。
4:实验流程与操作步骤:
使用可见示踪激光对准光路。通过LabVIEW平台处理并分析探测器输出信号,提取2f信号。
5:数据分析方法:
利用2f信号幅值进行校准,并通过艾伦方差分析确定检测限(LoD)。
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