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空间生命科学气体检测技术研究
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空间生命科学气体检测技术研究
论文目录
致谢
第1-5页
摘要
第5-6页
ABSTRACT
第6-11页
1 引言
第11-22页
1.1 课题研究背景及意义
第11-13页
1.2 地面痕量气体检测技术研究现状
第13-16页
1.2.1 非光学分析法
第13-15页
1.2.2 光学分析法
第15-16页
1.3 空间气体检测技术发展
第16-21页
1.3.1 国际空间站中气体检测技术发展
第16-21页
1.3.2 航天器舱内气体检测技术国内发展现状
第21页
1.4 课题研究内容
第21-22页
2 系统方案原理对比
第22-30页
2.1 空间生命科学实验中待测气体分析
第22-24页
2.1.1 二氧化碳
第23-24页
2.1.2 乙烯
第24页
2.2 面向空间应用的多组分痕量气体分析方法原理对比
第24-30页
2.2.1 TDLAS法
第24-27页
2.2.2 傅里叶变换红外光谱法
第27-28页
2.2.3 课题方案选择
第28-30页
3 系统理论分析
第30-46页
3.1 气体分子对光谱的选择吸收性
第30-31页
3.2 气体分子吸收光谱的展宽和线型
第31-35页
3.2.1 自然展宽
第31-33页
3.2.2 多普勒展宽
第33-34页
3.2.3 碰撞展宽
第34-35页
3.2.4 适用于本系统气体浓度反演的气体分子线型选择
第35页
3.3 气体吸收谱线选择
第35-37页
3.4 郎伯-比尔定律
第37-38页
3.5 长光程气体吸收池
第38-41页
3.6 激光计量误差分析与激光器选型
第41-46页
3.6.1 激光计量误差分析
第41-43页
3.6.2 参考激光器技术指标
第43-44页
3.6.3 激光光源选型
第44-46页
4 系统设计与实现
第46-62页
4.1 激光测量分系统设计
第46-56页
4.1.1 激光器驱动设计与实现
第46-49页
4.1.2 激光器温控电路设计与实现
第49-52页
4.1.3 光电探测器电路设计与实现
第52-56页
4.2 傅里叶变换红外光谱仪分系统原理与实现
第56-60页
4.2.1 红外光源和光阑
第56-57页
4.2.2 分束器
第57页
4.2.3 迈克尔逊干涉仪
第57-58页
4.2.4 红外探测器
第58-60页
4.3 长光程气体吸收池
第60-62页
4.3.1 光路设计
第60-61页
4.3.2 气体池光路入口窗片选择
第61页
4.3.3 实现检测目标所需要的气体池光程长度
第61-62页
5 数据预处理技术及气体浓度反演方法
第62-82页
5.1 小波变换算法实现光谱数据预处理
第62-69页
5.1.1 基线漂移
第62-63页
5.1.2 小波阈值滤波方法
第63-66页
5.1.3 小波变换对光谱预处理性能分析与测试
第66-69页
5.2 气体分子透过率光谱校准集
第69-74页
5.2.1 气体分子透过率计算光谱的生成
第69-70页
5.2.2 仪器线型函数
第70-74页
5.3 气体浓度信息反演
第74-81页
5.3.1 最小二乘法
第74-77页
5.3.1.1 最小二乘原理
第74-76页
5.3.1.2 普通最小二乘法(K矩阵法)
第76-77页
5.3.1.3 多元线性回归法(P矩阵法)
第77页
5.3.2 主成分回归法
第77-79页
5.3.3 偏最小二乘回归法
第79-81页
5.4 气体浓度反演方法的评价方式
第81-82页
6 系统实验与性能分析
第82-91页
6.1 傅里叶变换光谱仪搭建与测试
第82-84页
6.1.1 空气背景光谱测试
第82-83页
6.1.2 聚苯乙烯光谱(Polystyrene)测试
第83-84页
6.2 气体浓度反演算法验证与结果
第84-91页
6.2.1 乙烯标准气体的定量分析
第85-87页
6.2.2 植物培养温室内气体的定量分析
第87-91页
7 总结与展望
第91-93页
7.1 总结
第91-92页
7.2 展望
第92-93页
参考文献
第93-98页
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
第98页
本篇论文共
98
页,
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