基于拉曼光谱的氢气及杂质含量在线监测系统研究

基于拉曼光谱的氢气及杂质含量在线监测系统研究(任务书,开题报告,论文说明书15000字)
摘要
载氢工艺在石化行业应用广泛，因此设计一套高效、灵敏、安全的氢气及杂质的检测系统非常有必要。本文讨论了当前国内外常见的几种氢气检测技术，着重介绍了激光拉曼光谱技术及相关的拉曼增强技术。通过对比几种拉曼增强技术，最终选用F-P增强拉曼光谱，并设计和制备了一整套检测系统，在实验室环境完成了相关实验。
论文主要研究了激光拉曼技术在氢气及杂质检测中的应用。
研究结果表明：基于F-P增强的激光拉曼光谱系统可以安全有效地检测氢气及杂质的浓度。
本文的特色：采用F-P增强，结构简单，增强效果适宜。
关键词：氢气检测；拉曼光谱；拉曼增强；F-P增强

Abstract
Hydrogen loading process is widely used in petrochemical industry. Therefore, it is necessary to design an efficient, sensitive and safe detection system for hydrogen and impurity. This paper discusses several common hydrogen detection technologies at home and abroad, and focuses on Laser Raman spectroscopy and related Raman enhancement techniques. By comparing several kinds of Raman enhancement techniques, F-P enhanced Raman spectrum was selected, and a set of detection system was designed and fabricated. The related experiments were completed in the laboratory environment.
The application of laser Raman technique in detection of hydrogen and impurity is studied in this paper.
The results show that the laser Raman system based on F-P enhancement can detect the concentration of hydrogen and impurity safely and effectively.
This article features: F-P enhanced, simple structure, enhanced effect is appropriate.
Keywords: hydrogen detection, Raman spectroscopy, Raman enhancement, F-P enhancement
 

目录
第1章绪论    1
1.1引言    1
1.2氢气及杂质含量分析技术的研究现状    1
1.2.1研究的背景及意义    1
1.2.2氢气及杂质分析研究现状    2
1.3 激光拉曼光谱技术及应用    3
1.4 本论文的研究内容    3
第2章拉曼光谱分析技术的原理    5
2.1 光散射    5
2.2 拉曼光谱的基本原理    5
2.3拉曼光谱的分析和应用    5
2.3.1傅里叶变换拉曼光谱技术    6
2.3.2表面增强拉曼光谱技术    6
2.3.3激光共振拉曼光谱技术    6
2.3.4共聚焦显微拉曼光谱技术    6
2.4激光拉曼增强技术    6
2.4.1 表面增强拉曼光谱技术    7
2.4.2 共振拉曼光谱技术    7
2.4.3 腔增强拉曼光谱技术    7
2.4.4 光纤增强技术    10
2.5本章小结    10
第3章拉曼检测系统的建立    12
3.1实验系统概述    12
3.2 激光器    12
3.3 光学气室    13
3.3.1 光学气室的理论基础    13
3.3.2 光学气室的设计    14
3.4 光谱仪    14
3.5 外光路与光谱数据处理单元    15
3.6 本章小结    16
第4章基于拉曼光谱技术的气体及其杂质的检测实验    17
4.1 拉曼光谱检测实验方案    17
4.2 气体的采样和检测    18
4.2.1 气体的拉曼特征峰测量    18
4.2.2 拉曼散射光强与气体浓度的关系    19
4.3 实验误差分析    22
4.3.1仪器硬件产生的误差    22
4.3.2 软件处理引起的误差    22
4.4 本章小结    22
第5章总结与展望    23
5.1本论文的工作总结    23
5.2今后工作的展望    23
致谢    24
参考文献    25