校企合作毕业设计

基于光控柔性可调谐褶皱光栅的气体检测系统

机械工程

资助企业: 娄旷科技(上海)有限公司

企业导师: 胡开明

指导教师: 张文明

项目成员: 赵天予 李修璇 周峻峰 董芷淇

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项目简介

项目概述

在工业生产与科学研究等众多领域,难以避免地会涉及到易燃、易爆、有毒的危险性气体的使用,一旦发生泄漏、爆炸等事故,将严重威胁到人们的生命财产安全。本项目基于柔性可调谐褶皱光栅,结合安全高效的无接触式光驱动方法,构建了一种全光学集成式气体检测系统,并对柔性光栅与柔性光驱动组件进行动力学建模与分析,最终实现安全稳定、实时快速的宽频域气体检测。


项目目标

本项目拟构建一种基于光控柔性可调谐褶皱光栅的气体检测系统。为实现气体检测系统的设计,项目共分为四个子任务:柔性可调谐褶皱光栅有序化设计与制备、光热柔性驱动器设计与制备、系统动力学建模与验证、气体检测平台搭建。该系统利用气体吸收光谱检测原理,通过无接触的光控方式实现对柔性褶皱光栅的栅距调谐,实现宽频带气体光谱吸收特性测定,达到实时、快速、安全、准确的甲烷气体浓度检测目标。


项目成果

       本项目完成了柔性可调谐褶皱光栅的有序化设计与制备,设计与制备了光热柔性驱动器,建立了系统动力学模型并进行了验证。搭建了全光学的气体检测平台。本项目提出的柔性可调谐褶皱光栅具有全光学检测、宽频调谐等特征,能够在无电环境下完成危险气体的检测,在具有本质安全需求的矿井中有广阔的运用前景。本项目目前已申请国家发明专利四项,发表2篇国际会议论文,录用1篇EI论文,另有1篇SCI论文准备发表中。


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