谐振式光声光谱气体检测设计与研究开题报告

 2021-11-28 09:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科技水平不断发展,许多领域对气体浓度的高精度检测的需求不断增强。在火灾警示方面,在火情发生的时候,室内一氧化碳,二氧化碳等气体[1]含量异常,通过火灾报警器实时检测一氧化碳等气体浓度,可以保证住户的人生安全。在大气环境检测领域,大气中的某些微量气体会引起环境问题[2]。例如二氧化硫数量过多会引发酸雨,对植物和建筑造成危害;一氧化碳会随着人们的呼吸进入人体,其与血红细胞结合的能力远超氧气,减弱了红细胞的携氧能力,最终会导致呼吸困难并引发疾病;工业过程中如氟化物,二氧化硫等气体的排放会对生态环境造成巨大危害[2]。实时监测二氧化硫等微量气体的排放是解决环境污染的前提。在生命健康领域,通过检测人体呼吸排出的微量气体可以获取人体的健康状态。例如,通过检测呼出气中的nh3可以实现对肾衰竭患者血液透析效果的间接评价,进而得以对血液透析过程进行实时监测[4],而通过检测哮喘患者呼吸气中一氧化氮的浓度,可以量化气道炎症指标[5]

特别是在电力系统中,变压器普遍使用绝缘油等材料,绝缘油主要是由碳氢化合物组成,而绝缘纸的成分主要是碳水化合物。在电或热故障的作用下,它们会分解产生h2和低分子烃类气体,如ch4、c2h6、c2h4、c2h2等。通过特征气体的种类和含量可以对变压器故障类型进行分析和预判[6]

综上所述,针对微量气体高精度稳定性检测在许多领域具有重大意义。

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2. 研究的基本内容与方案

一.设计的基本内容:

1.了解光声光谱技术的原理以及应用,深入调研国内外研究现状以及发展趋势。

2.设计可行的谐振式光声池模型三维和机械结构。建立仿真模型,仿真分析光声池内部声场分布、光声池结构影响,并对光声池结构进行优化。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的理论知识、技术要求以及相关资料。确定方案,完成开题报告。

第4-5周:学习光声光谱基本原理,进行理论推导,构建数学模型。

第6-10周:设计谐振式光声池结构,建立仿真模型,设定仿真初始参数,得到模拟结果,并分析仿真结果与各参数之间的关系,针对仿真结果对模型进行优化,得出满足指标要求的优化后谐振式光声池结构。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 张宇金.建筑火灾烟气危害性分析[j].四川水泥,2019(10):275.

[3]沈中增.工业废气污染治理技术的有效应用[j].化工管理,2019(10):58-59.

[2]刘露奇.城市大气环境质量的保护策略的分析[j].资源节约与环保,2019(12):38.

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