1. 研究目的与意义（文献综述）

微量气体探测传感技术可对气体的组分、浓度进行检测，能够对气体成分进行科学的分析，在人类生活的各个方面都发挥者极为重要的作用。

为满足现代化工业应用提出的高检测精度与在线监测的要求，光学气体传感技术，代表如光声光谱技术与红外吸收光谱技术再次成为研发的热点。传统使用的气体探测器具有灵敏度低、选择性差、响应慢，并且容易误报等缺点，已经不能满足目前的需求，因此迫切需要采用新方法和技术的高性能气体检测系统。随着半导体激光器特别是中红外激光器和高灵敏声信号探测技术的发展与应用,光声光谱技术正蓬勃发展,而利用光声光谱法制成的气体探测器在气体探测方面具有高灵敏度、选择性好、可小型、微型化和稳定性好等特点，不但能够检测出气体的种类，还可以准确的测量其浓度，并且能够对多组分气体进行测量，为专业人员进行检测工作带来了便利，因此得到许多研究人员的重视，对大气环境监测、医疗诊断、电力部门等诸多领域带来了深刻的影响。

1880年，贝尔电话公司的发明人bell在一次探索无线电通信方法的过程中偶然间发现了固体的光声效应，随后他相继发现了气体和液体中的光声效应，这意味着光声光谱这们独特的光谱技术出现了。但是在随后很长一段时间里，光声光谱技术的发展都处于停滞阶段，没有实质性进展。20世纪60年代后，电子学方面尤其是信号技术取得突飞猛进的发展，让光声光谱技术发展加快了步伐。到了70年代，激光器走进了光声光谱技术，这一尝试使光声光谱技术取得突破性进展。将从前气体的探测灵敏度大大提高，精度可达到ppb级别。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容及目标：了解气体光声光谱法的原理，掌握一维共振光声气室的工作原理，深入理解光激发声波后，声波在光声气室内传输的特性，推导出光声气室设计理论； 基于四端网络法或有限元法对光声气室进行仿真，并与理论进行比较，最终确定光声气室的结构； 搭建实验平台，测量ch4、c2h2两种气体。拟达到的目标是对ch4、c2h2两种气体的光声光谱进行测量，实现相应气体检测极限约30ppm。

拟采用的技术方案：

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，了解气体浓度检测的应用及方法，并掌握光声光谱法的检测原理与光声气室的设计原则，完成开题报告；

第4 - 6周：完成英文文献翻译，进一步完善研究目标，弄清声波在光声气室中传播特性，完成光声气室设计的理论推导；

第7-10周：基于四端网络法或有限元法对光声气室进行仿真，并与理论进行比较，最终设计光声气室的结构；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]臧家彬. 基于led光源的光声光谱气体传感器的研究与实现[d].沈阳理工大学,2017.

[2]毛知新,文劲宇.变压器油中溶解气体光声光谱检测技术研究[j].电工技术学报,2015,30(07):135-143.

[3]陈伟根,云玉新,潘翀,孙才新.光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析[j].电力系统自动化,2007(15):94-98.