| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 课题研究背景及发展现状 | 第11-13页 |
| 1.1.1 课题研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.1.2 甲烷气体浓度检测方法介绍 | 第12-13页 |
| 1.2 基于激光吸收谱的甲烷遥测技术的国内外研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.1 国外可调半导体激光吸收谱技术的发展历程及现状 | 第13-15页 |
| 1.2.2 国内可调半导体激光吸收谱技术的发展历程及现状 | 第15-17页 |
| 1.3 论文内容安排 | 第17-19页 |
| 第二章 TDLAS检测系统的理论及设计 | 第19-41页 |
| 2.1 光谱学的基础原理 | 第19-23页 |
| 2.1.1 光谱学的基本知识 | 第19页 |
| 2.1.2 吸收光谱的特征 | 第19-20页 |
| 2.1.3 气体吸收的基本原理 | 第20-21页 |
| 2.1.4 线性函数 | 第21-23页 |
| 2.2 本系统的检测方法 | 第23-29页 |
| 2.2.1 直接吸收光谱技术 | 第23-24页 |
| 2.2.2 调制光谱技术 | 第24-27页 |
| 2.2.3 甲烷气体浓度的计算方案 | 第27-28页 |
| 2.2.4 甲烷气体浓度的拟合方案 | 第28-29页 |
| 2.3 TDLAS检测系统的设计 | 第29-37页 |
| 2.3.1 可调半导体激光吸收谱技术（TDLAS）的系统方案 | 第29-31页 |
| 2.3.2 甲烷红外吸收光谱及激光器波长的选择 | 第31-33页 |
| 2.3.3 系统核心器件的选择 | 第33-37页 |
| 2.3.3.1 激光器 | 第33-34页 |
| 2.3.3.2 电流调制与温度驱动模块 | 第34-36页 |
| 2.3.3.3 光电探测器 | 第36页 |
| 2.3.3.4 锁相放大器 | 第36-37页 |
| 2.4 系统噪声分析 | 第37-40页 |
| 2.4.1 光电探测器噪声 | 第37-38页 |
| 2.4.2 激光器额外噪声 | 第38-39页 |
| 2.4.3 降噪处理 | 第39-40页 |
| 2.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 第三章 TDLAS系统的仿真 | 第41-61页 |
| 3.1 基于Trace Pro的光路系统仿真 | 第41-44页 |
| 3.1.1 Trace Pro仿真的基本步骤 | 第41-42页 |
| 3.1.2 Trace Pro仿真模型系统的建立及属性定义 | 第42页 |
| 3.1.3 TDLAS系统的光路传输分析 | 第42-44页 |
| 3.2 基于FLUENT软件的天然气泄漏流场仿真 | 第44-50页 |
| 3.2.1 甲烷气体泄漏的流动与扩散的控制微分方程组 | 第44-46页 |
| 3.2.2 甲烷泄漏的模型建立 | 第46-47页 |
| 3.2.3 利用ICEM软件进行网格绘制 | 第47页 |
| 3.2.4 Fluent软件的设置与仿真 | 第47-50页 |
| 3.3 基于SIMULINK的系统设计与仿真 | 第50-60页 |
| 3.3.1 基于simulink的TDLAS系统仿真 | 第51-55页 |
| 3.3.2 锁相放大器的数学理论 | 第55-60页 |
| 3.3.2.1 相关检测理论 | 第55-57页 |
| 3.3.2.2 锁相放大器的工作原理 | 第57-58页 |
| 3.3.2.3 Simulink的锁相放大器建模与仿真 | 第58-60页 |
| 3.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 第四章 TDLAS系统的测试与实验分析 | 第61-76页 |
| 4.1 TDLAS系统的基础测试 | 第61-64页 |
| 4.1.1 半导体激光器的波长测量 | 第61-62页 |
| 4.1.2 激光的直径和发散角的测量 | 第62-64页 |
| 4.2 系统实验测量 | 第64-72页 |
| 4.2.1 调制参数的优化及检测距离的测定 | 第64-68页 |
| 4.2.2 甲烷气体浓度与角度的实验及数据处理 | 第68-69页 |
| 4.2.3 甲烷气体浓度与长度的实验及数据处理 | 第69页 |
| 4.2.4 不同反射物对实验系统的影响 | 第69-72页 |
| 4.3 甲烷气体浓度的实验及数据处理 | 第72-75页 |
| 4.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 第五章 总结与展望 | 第76-78页 |
| 5.1 总结 | 第76页 |
| 5.2 展望 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-84页 |
