基于HWG的呼吸气体中CO2及其同位素测量技术研究

目录

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 常见呼吸气体检测技术

1.2.1 GC-MS 技术及衍生方法

1.2.2 电化学方法

1.2.3 激光光谱技术

1.2.4 三种技术对比分析

1.3 激光光谱技术在呼吸气体中CO2及其同位素丰度检测的国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容及创新点

第2章 激光吸收光谱技术

2.1 激光吸收光谱技术原理

2.1.1 Beer-Lambert 定律

2.1.2 常见的气体分子谱线线型函数及谱线展宽系数

2.2 红外激光吸收光谱技术

2.2.1 CRDS 技术

2.2.2 CEAS 技术

2.2.3 PAS 技术

2.2.4 NDIR技术

2.2.5 TDLAS 技术

2.3本章小结

第3章 基于中空波导管的中红外气体传感器呼吸末CO2实时在线测量

3.1 波长调制光谱技术的原理

3.1.1 DFB 激光器的调制

3.1.2 波长调制光谱技术下的线型函数

3.1.3 波长调制技术下谐波信号的获取及分析

3.2 基于中空波导管的呼吸末CO2气体检测系统

3.3 实验结果及分析

3.3.1 CO2吸收谱线的选取

3.3.2 参数优化

3.3.3 激光与HWG的耦合配置对系统信噪比及稳定性的影响

3.3.4 响应时间与浓度标定的研究

3.3.5 检测限

3.3.6 测量精度

3.3.7 实时测量呼吸气体中CO2监测图

3.4 本章小结

第4章 基于DAS的中红外气体传感器呼吸中CO2同位素丰度实时测量

4.1 基于DAS 的呼吸气体中CO2及其同位素检测系统

4.2 Kalman 滤波

4.3 同位素探测方法

4.4.1 CO2及其同位素谱线的选取

4.4.2 直接吸收谱线的拟合及分析

4.4.3 CO2同位素中 δ13C和 δ18O 值的长期性能测量

4.4.4实时呼吸CO2同位素丰度测量结果

4.5 本章小结

第5章 基于CF-WMS的中红外波导管传感器呼吸中CO2同位素丰度实时测量

5.1 CF-WMS 技术原理

5.2基于CF-WMS的呼吸气体中CO2及其同位素检测系统

5.3 实验结果与分析

5.3.1 CO2及其同位素吸收谱线的选取

5.3.2 测量与拟合二次谐波线型对比分析

5.3.3 传感器响应时间

5.3.4Allan 方差

5.3.5 Kalman 滤波

5.3.6 呼吸循环过程中CO2同位素实时测量

5.4 本章小结

第6章 总结及展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

读研期间参与课题和发表论文情况

致谢

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