| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 气体检测的方法 | 第10-12页 |
| 1.2.1 传感器法 | 第11页 |
| 1.2.2 气相色谱法 | 第11-12页 |
| 1.2.3 光谱吸收法 | 第12页 |
| 1.3 气体检测的光纤传感器 | 第12-15页 |
| 1.3.1 光纤传感器的特点 | 第12-13页 |
| 1.3.2 气体检测的光纤传感器分类 | 第13-15页 |
| 1.4 甲烷检测国内外研究现状 | 第15-16页 |
| 1.5 主要研究内容和章节安排 | 第16-18页 |
| 第二章 光谱吸收甲烷浓度检测理论 | 第18-26页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 吸收光谱学基本理论 | 第18-22页 |
| 2.2.1 分子的运动形式 | 第18-19页 |
| 2.2.2 分子红外光谱的形成 | 第19页 |
| 2.2.3 气体分子选择吸收理论 | 第19-20页 |
| 2.2.4 气体吸收谱线型描述 | 第20-21页 |
| 2.2.5 比尔-朗伯定律 | 第21-22页 |
| 2.3 检测系统工作原理 | 第22-23页 |
| 2.4 甲烷吸收谱线 | 第23-25页 |
| 2.4.1 甲烷吸收峰的选取 | 第23-24页 |
| 2.4.2 谱线参数确定 | 第24-25页 |
| 2.5 本章总结 | 第25-26页 |
| 第三章 基于二次谐波检测方法进行甲烷浓度测量的设计关键 | 第26-42页 |
| 3.1 引言 | 第26页 |
| 3.2 气体浓度的谐波检测 | 第26-33页 |
| 3.2.1 窄带光源谐波检测 | 第26-29页 |
| 3.2.2 宽带光源谐波检测 | 第29-33页 |
| 3.3 甲烷谐波检测方案确定 | 第33-34页 |
| 3.3.1 光源调制 | 第33-34页 |
| 3.3.2 谐波检测次数 | 第34页 |
| 3.3.3 检测影响因素 | 第34页 |
| 3.4 锁相放大技术 | 第34-36页 |
| 3.4.1 互相关检测原理 | 第34-35页 |
| 3.4.2 相敏检波原理 | 第35-36页 |
| 3.4.3 锁相放大器原理 | 第36页 |
| 3.5 基于MATLAB二次谐波信号仿真 | 第36-40页 |
| 3.6 本章总结 | 第40-42页 |
| 第四章 甲烷浓度检测系统的实现与测试 | 第42-66页 |
| 4.1 引言 | 第42页 |
| 4.2 光源的选取 | 第42-45页 |
| 4.2.1 发光二极管 | 第42-43页 |
| 4.2.2 半导体激光器 | 第43-44页 |
| 4.2.3 分布反馈式半导体激光器 | 第44-45页 |
| 4.3 气室的设计 | 第45-47页 |
| 4.3.1 气室的类型 | 第45-46页 |
| 4.3.2 气室的选取 | 第46-47页 |
| 4.4 检测模块设计 | 第47-58页 |
| 4.4.1 光电探测器 | 第47-48页 |
| 4.4.2 供电电路 | 第48-49页 |
| 4.4.3 正弦信号发生电路 | 第49-50页 |
| 4.4.4 温控电路 | 第50-51页 |
| 4.4.5 前置放大电路 | 第51-52页 |
| 4.4.6 滤波器电路 | 第52-53页 |
| 4.4.7 双相锁相放大器电路 | 第53-56页 |
| 4.4.8 二次谐波幅值计算电路 | 第56-58页 |
| 4.5 信号处理模块 | 第58-59页 |
| 4.5.1 软件介绍 | 第58页 |
| 4.5.2 数据处理采集框图 | 第58-59页 |
| 4.5.3 示波结构框图 | 第59页 |
| 4.6 设计方案实验研究 | 第59-65页 |
| 4.6.1 光源波长与注入电流的关系 | 第59-60页 |
| 4.6.2 光源波长与温度的关系 | 第60-61页 |
| 4.6.3 甲烷浓度与二次谐波最大幅值实验 | 第61-62页 |
| 4.6.4 系统误差实验 | 第62-64页 |
| 4.6.5 系统灵敏度与信噪比分析 | 第64-65页 |
| 4.7 本章总结 | 第65-66页 |
| 第五章 总结与展望 | 第66-68页 |
| 5.1 本文总结 | 第66页 |
| 5.2 本文的工作内容 | 第66页 |
| 5.3 本文的创新点 | 第66-67页 |
| 5.4 展望 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第72页 |