Оптико-акустический газоанализатор оксида углерода для мониторинга атмосферного воздуха

• Автор: Тишин, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

Глава I.
Методы и приборы для контроля содержания СО в окружающей атмосфере.
1. Источники СО, основные задачи контроля СО в окружающей среде.
2. Основные методы газового анализа для контроля СО. Требования к аналитическим приборам для определения микроконцентраций.
3. Применение оптико-акустического метода газового анализа для мониторинга атмосферного воздуха. Информационный критерий.
Выводы главы I ,
Глава II.
Оптико-акустические газоанализаторы для контроля микроконцентраций СО
1. Оптико-акустический приемник, основные физические закономерности ОА приемника.
2. Закономерности поглощения ИК излучения. Спектральные и интегральные функции поглощения, усредненные спектральные функции.
3. Теория ударного уширения спектральных линий, влияние параметров газовой смеси на ширину спектральных линий
4. Классификация оптических схем оптико-акустических газоанализаторов
5. Двухлучевые схемы, основные характеристики, влияние конструктивных особенностей оптической схемы на "светосилу" и

стабильность анализаторов.
6. Двухканальные схемы оптико-акустических газоанализаторов.
Схема положительно-отрицательной фильтрации.
7. Однолучевые схемы с последовательно расположенными камерами лучеприемника.
8. Влияние состава заполняющего газа и температуры на метрологические характеристики оптической схемы с последовательными камерами. Модель влияния температуры на стабильность
нуля.
9. Конструктивные особенности ОА лучеприемника с последовательными камерами. Проблемы балансировки нулевого сигнала.
Ю.Измерительные схемы в оптико-акустических анализаторах
Выводы главы II
Глава III.
Применение микропроцессорных систем для обработки информации и управления работой оптико-акустического газоанализатора
1. Основные требования к измерительной схеме газоанализатора.
2. Особенности проектирования микроконтроллерных устройств управления объектами;
3. Осуществление основных функций газоанализатора при помощи микроконтроллера
3.1. Цифровое фазовое детектирование.
3.2. Обработка сигналов по схеме отношений.
3.3. Алгоритм цифровой фильтрации.
3.4. Компенсация температурной погрешности нуля.
3.5. Повышение стабильности нуля, автоматическая корректировка
с помощью генератора нулевой смеси
Выводы главы III

Глава IV
Разработка микропроцессорного оптико-акустического газоанализатора на микроконцентрации ИФАН-М и исследование его характеристик
1. Конструкция оптико-акустического лучеприёмника ИФАН-М.
2. Экспериментальное исследование характеристик ИФАН-М.
2.1. Исследование светосилы измерительных кювет
2.2. Исследование переходного процесса макета ИФАН-М.
3. Состав и конструкция ИФАН-М;
4. Обеспечение стабильности нуля с помощью генератора нулевой 120 смеси;
5. Метрологические характеристики ИФАН-М.
6. Метрологическое обеспечение ИФАН-М.
Выводы главы IV
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Таким образом функция (2.22) описывает спектральную функцию поглощения, усредненную по малому интервалу Дм, а функция интегрального поглощения А(и,Р) (2.26) аналитически описывает непрерывное изменение поглощения в широком диапазоне оптических толщин от закона линейного поглощения через закон квадратного корня к логарифмическому закону:
к0и« 1 линейный закон;
к0и «1/(3 закон квадратного корня;
к0и » 1/(3 логарифмический закон.
3. Теория ударного уширения спектральных линий, влияние параметров газовой смеси на ширину спектральных линий.
При выводе формулы интегрального поглощения применяется параметр (3 (2.26), характеризующий соотношение полуширины линии и расстояние между ними:/? = п8/<1. При его расчетах приходится учитывать зависимость полуширины линии от состава газа и внешних параметров: температуры и давления. Полуширина отдельных линий для данной полосы в рамках принятой модели предполагается одинаковой. Ширина линии обусловлена соударением между молекулами данного газа и соответствующего газа-разбавителя. В рамках кинетической теории ширина линии определяется выражением:
где Л) - число молекул /'-го типа в единице объема; Д,- сумма оптических диаметров соударения поглощающей молекулы и молекулы /'-го типа; та, т1 - массы поглощающей молекулы и молекулы /'-го типа. Для бинарной смеси обозначим параметры для поглощающих молекул -а, а для газа-
(2.30)