风速对车载甲烷激光检测仪的影响分析

【摘要】：随着能源的大量开发与利用,甲烷气体对居民的工作和生活的影响越来越大,甲烷浓度的监测与预报是保证其安全使用的主要途径。近年来,光谱吸收技术理论的广泛应用,激光器检测甲烷气体浓度已经成为一种趋势。为了实现甲烷检测更加广泛、快速,研发了车载甲烷激光检测仪。但是在检测中,风速对检测的影响不容忽视。 由于甲烷气体在自然环境下的浓度很低,无法进行风速测试,需要制作专用的测试平台进行测试分析。测试仪器包括安装有对旋风扇的测试风道、对旋风扇控制器、测试探头以及甲烷激光检测仪使用的核心机,这是一款实验室最新研发的型号MLAS(main laser absorption spectroscopy), MLAS具有检测精确、灵敏度高等特点。国外的车载甲烷激光检测仪速度一般限制在25km/h之内,本论文要实现汽车在中低速情况下能够正常检测,因此在实验室测试中,需要产生0-40km/h的风速,通过改变风速的大小测试其对甲烷激光检测仪的影响。本论文介绍了测试平台的设计与制作,测试平台的制作包括机械部件和控制部件,机械部件主体为安装有对旋风扇的环形测试风道,控制部分为旋风扇控制器。论文中对测试平台提出了多套制作方案并进行了最优化设计,最终通过对旋风扇控制器,可以实现0-45km/h之间风速任意调整。实验中还对测试风道截面风速分布进行了分析,通过分析发现,测试风道可以仿真真实的风速环境。 实验中分别在有甲烷气体和无甲烷气体的情况下进行了测试,测试风速从10km/h开始,以10km/h为递进,逐渐增加到40km/h。通过测试的数据表明风速使得甲烷激光检测仪的检测值波动变大,但没有产生漂移。 【关键词】：车载 风速 MLAS 测试平台
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH744.5
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题来源背景及研究意义13
• 1.2 甲烷检测技术对比13-16
• 1.2.1 FID甲烷检测法14
• 1.2.2 NDIR甲烷检测法14-15
• 1.2.3 燃烧催化剂检测法15
• 1.2.4 TDLAS检测法15-16
• 1.3 车载TDLAS甲烷检测器研究现状16-18
• 1.3.1 国内研究现状16-17
• 1.3.2 国外研究现状17-18
• 1.4 论文结构与安排18-19
• 第二章 光谱吸收技术理论分析19-27
• 2.1 Beer-Lambert定律19-20
• 2.2 WMS理论20-23
• 2.2.1 WMS原理20-21
• 2.2.2 谐波表达式21-23
• 2.3 谐波分析23-26
• 2.3.1 各次谐波对比23-24
• 2.3.2 二次谐波分量24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 实验平台设计与分析27-43
• 3.1 测试风道27-29
• 3.1.1 风道流体状态27-28
• 3.1.2 风道风速分布28-29
• 3.2 测试探头29
• 3.3 测试基座29-34
• 3.3.1 测试基座结构设计30-31
• 3.3.2 检测仪位置选取31-34
• 3.4 对旋风扇34-39
• 3.4.1 对旋风扇参数34-35
• 3.4.2 对旋风扇检测和控制方法35-39
• 3.5 风速计选型39-41
• 3.5.1 叶轮式风速计39
• 3.5.2 静压管风速计39
• 3.5.3 热线式风速计39-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 对旋风扇控制器设计43-51
• 4.1 控制器机械外壳设计43-44
• 4.2 控制器硬件电路设计44-49
• 4.2.1 控制器主电源44-45
• 4.2.2 控制器电路电源45-46
• 4.2.3 控制器主控芯片46-47
• 4.2.4 控制器功能部件47-49
• 4.3 对旋风扇控制器软件设计49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 实验平台制作与测试51-59
• 5.1 甲烷激光检测仪51-52
• 5.2 测试工件制作52-53
• 5.2.1 测试风道制作52-53
• 5.2.2 测试探头安装53
• 5.3 管道实际风速测试53-57
• 5.3.1 管道风速测试条件53-54
• 5.3.2 管道风速测试结果54-55
• 5.3.3 测试结果分析55-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 车载系统测试59-65
• 6.1 测试条件59
• 6.2 基本参数59-60
• 6.2.1 激光器温度59-60
• 6.2.2 对旋风扇控制60
• 6.3 测试结果60-64
• 6.3.1 无甲烷气体60-61
• 6.3.2 10%浓度甲烷气体61-63
• 6.3.3 风向的影响63-64
• 6.4 测试总结64-65
• 第七章 结论65-67
• 7.1 实验总结65
• 7.2 展望与不足65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 学位论文评阅及答辩情况表72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

热线式传感器的研究    沈玉秀,唐祯安,张洪泉

环境监测领域一氧化碳、甲烷气体标准物质质量的评估    李春瑛;韩桥;张新;杜秋芳;吴梦一;腾跃;张群;

一种新型红外多组份气体传感器    张永怀,白鹏,林继鹏,刘君华

基于可调谐半导体激光吸收光谱的瓦斯监测方法研究    陈东;刘文清;阚瑞峰;王敏;张玉钧;刘建国;

多点瓦斯激光传感技术的研究    何莹;张玉钧;阚瑞峰;王敏;刘建国;

气相色谱法测定甲烷的方法研究    耿亮;霍晶;

甲烷高温燃烧催化剂研究进展    王军威,田志坚,徐金光,徐云鹏,徐竹生,林励吾

基于1665nm激光器测量甲烷气体浓度的研究    安宇鹏;宋振宇;王一丁;

一种实用的大功率激光二极管驱动电源    刘舒书，单文涛

可调谐二极管激光吸收光谱技术在探测灵敏度上的探讨    陈志;尚丽平;

单片机控制的半导体激光器稳光强器的研究    金典顺,赵学增,李成,代礼周,叶红安

贵金属纤维催化剂的CH_4催化燃烧活性    何洪;张建霞;戴洪兴;訾学红;

基于小波基的SVM多气体融合    林继鹏,刘君华

基于差分后谐波检测的瓦斯浓度传感器研究    杨伟红;刘克铭;徐广明;任兰柱;

基于数字温度传感器的风速测量仪    贺桂芳;张佰力;

Cr_2O_3-Al_2O_3甲烷敏感材料的研究    郭迎;徐凌;程迎国;李振仁;

基于工业以太网的非分光红外气体分析器设计    孟凡群;刘虎;程明霄;赵德美;许晋宁;余诗明;

基于CPLD的多参数室内环境实时监测仪    宋佳莹;叶树亮;张晟;侯德鑫;

铁取代六铝酸盐的制备及其对甲烷燃烧的催化性能    蒋政,李进军,郝郑平,侯红霞,许秀艳,胡春

LaAl_(1-x)Fe_xO_3/Al_2O_3/FeCrAl催化剂的制备及其对甲烷燃烧的催化性能    陈能展,季生福,银凤翔,赵丽萍,王伟,李成岳,刘辉

基于车载激光甲烷泄漏检测系统    尚中锋;张青云;陈海永;王书潜;张永怀;

甲烷燃烧稀土六铝酸盐LaCu_xAl_(12-x)O_(19-δ)催化剂的制备及其性能研究    逄芳;于庆勇;侴晓玉;李秀颖;逯路;陈丽娜;张健;徐占林;

基于车载激光甲烷泄漏检测系统    尚中锋;张青云;陈海永;张永怀;杨清永;

高表面积铈基复合氧化物的制备与催化氧化性能研究    李宏峰

连续波腔衰荡光谱技术特性及在气体浓度测量中应用研究    杨秋霞

用于半导体激光器的脉冲恒流源理论与技术研究    王晴

熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的基础研究    何方

催化燃烧用金属载体整体型催化剂的制备及表征    翟彦青

等离子体法制备甲烷转化高效催化剂的表征    程党国

等离子体二甲醚转化研究    王育

类水滑石衍生混合氧化物同时催化去除碳颗粒物和氮氧化物的研究    王仲鹏

六铝酸盐催化剂的制备及其在新能源二甲醚催化燃烧中的应用    余倩

厌氧反应器的运行与在线监测    赵全保

数字化光纤气体检测系统方案研究    杨蕊

基于CAN总线的智能瓦斯监测系统研究    齐冀

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的O_2和CO气体测量    张春晓

采用可调谐激光吸收光谱技术遥测甲烷气体浓度的研究    姚华

X123轿车发动机舱仿真优化与试验    戴崇洲

金属基电热整体催化剂稀薄甲烷催化燃烧应用    刘婷

狭缝型微型燃烧器的催化燃烧特性研究    豆庆民

非规则采样资料的调和分析方法及其在胶州湾口水交换研究中的应用    张凤烨

煤层气除氧钴基钙钛矿型催化剂的研究    刘志聪

中新生态城城市风环境生态指标测评体系研究    王英童

一种新型坦克射击固态风速传感器    宋胜宪,刘树勇

皮托管测量影响因素分析 I.检测杆与安装角的影响    孙志强;周孑民;张宏建;胡剑;

类S型皮托管及其测量特性研究    孙志强;郑剑武;张宏建;周孑民;

船舶典型远洋航线上风力资源时空分布特征    李元奎;张英俊;孙培廷;张永宁;

煤矿瓦斯传感器性能评价与改进新方案    闫爱青,王玉华

基于线结构光的空间圆高精度测量算法    张瑞峰;李士亮;

电子秤倾角自动检测与称量误差补偿方法研究    唐立军;滕召胜;陈良柱;刘海仓;

红外气体分析器    张永怀,白鹏,刘君华

基于涡声理论的低速轴流风机气动噪声研究    欧阳华;田杰;吴亚东;杜朝辉;

新型红外二氧化碳传感器    张广军,吕俊芳,周秀银,周浩敏

“不洗干净你就别想出来!”——如厕之后的洗手检测仪    张亮

轨道车辆门系统综合性能检测仪的研制    黄阳

基于CPLD的SF_6微量气体浓度检测仪    朱昌平,单鸣雷,刘永富,张红苹

便携式内燃机车过渡装置检测仪的研制    陈大海;

基于虚拟仪器的无线电设备检测仪    史彦斌;段哲民;

一种无线电罗盘综合检测仪设计    张小玉;蔡桂芳;

家电维修多用途检测仪    吴自力;

内燃机车涡轮增压器故障检测技术的应用    杨玉娇;陈永疆;

CDSO_2-1携带式二氧化硫检测仪电磁泵电路的改装    杨振民;

DG-1型酶联免疫检测仪研制成功    何永安;

基于光电倍增管的双通道纳米微球检测仪的研制    朱少彬;杨玲玲;杭纬;颜晓梅;

油液污染度检测仪的研制    贾瑞清;史利娟;郭晶;杨振鹏;

起重机专用检测仪数据处理系统开发    黄超亮;陈志平;张巨勇;田金金;

高含硫天然气H_2S气体浓度在线检测技术    董金婷;于殿强;陈莉;

新型饰面砖粘结强度检测仪的研制    李少强;岳峰;

透平油颗粒污染检测仪的研制    于达仁;张志强;徐基豫;

阀门密封性检测仪的设计    刘冠群;

基于虚拟仪器技术的某导弹控制箱参数的检测    刘海乐;肖波;王立焕;

基于AT89C51单片机的SO_2检测仪的原理及实现    王颖;张玉林;张其武;

室内油气压力检测仪在减速顶使用、维修中的应用    刘帆;胡东东;孙力;

督察禁令用上酒精检测仪    王雁凤 黄 琪

省科技厅为灾区捐赠水质余氯快速检测仪    记者 胡宇芬通讯员 任彬彬

堤坝管涌检测仪：水下B超    柳建新 李友芳 邓双军

激光酒精检测仪：不用“吹气”照样灵    董爱波

港向深圳订购红外体温检测仪    记者李南玲

7天研制出红外体温检测仪    深圳商报记者 陈晓薇

管涌渗漏检测仪地震灾区派上大用场    记者 张茧通讯员 周科际

桃仙机场昨起安检上“双保险”    肖春平

新检测仪亮相罗湖口岸    何红梅

清华博士火线研发“红外体温检测仪”    本报记者丘慧慧

ESI-RIT质谱仪和智能VOC_s检测仪中关键部件的研制    金伟

实时荧光PCR芯片系统设计及其生物学应用    罗磊

NASICON材料与微型气体传感器及检测系统的研究    王彪

液态合金表面张力快速检测及相关质量参数实时评价    石德全

三类新型集成化的基因芯片及其相关仪器的研制    刘全俊

HLA等位基因和MHC-多肽特异性CTL在乙型病毒性肝炎的作用机制    孙成刚

轧辊辊型非接触检测理论与CCD实现技术的研究    郭景峰

新型溶解氧检测仪探头的研制    徐晓龙

管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究    蒋奇

颈交感神经干离断对大鼠脑缺血/再灌注损伤的防治作用及机理探讨    刘风

SKLEAC-ECL型电化学发光检测仪的研制与开发    黄泽建

船舶柴油机曲轴臂距差影响因素分析及数字显示测量仪研究    滕宪斌

疯牛病病原体快速检测仪的检测系统及仪器的研究    董俊

钠离子浓度检测仪的设计与实现    杨雪

智能光电式污泥浓度检测仪的研制    李锋

汽车轴距差检测仪的检定装置及检定规程的研究    李洋

轴承振动自动检测仪的研制    黄啸

高温粗锌液流量的在线检测及应用    陈勇

基于MC68EZ328的泥水界面检测仪的开发与实现    李刚

漏电保护器动作特性微机检测仪的研制    潘学海