中文摘要
气体传感技术是当今传感器技术领域研究的一个重要前沿课题。以半导体激光器或发光二极管作为光源的气体传感技术在灵敏度，选择性，动态范围，信噪比和响应时间等方面比传统方法具有诸多优点。而光声光谱技术作为一种高灵敏度、高选择性的测量方式，是检测微量气体的最佳工具之一。本文以甲烷(CH4)气体为测量目标气体，甲烷(CH4)是矿井，工业领域和城市煤气中的爆炸成分,当它在大气中的含量超过5％时就会产生爆炸现象，因此对周围环境CH4气体进行早期安全监测是十分必要的。
本文首先介绍了光声光谱技术的历史发展过程和近年来光声光谱技术领域内的新成果，以及该技术的特点和适用领域。详细推导了声共振驻波理论，并根据该模型计算了光声池的参数。在此基础上设计实现了一套基于甲烷(CH4)气体激光器的光声光谱装置，并介绍了信号处理的技术和方法，包括光学机械斩波，光声池的设计及用于微弱信号检测的锁相放大技术等。
最后以实验样机为对象进行试验研究，包括气体浓度和输出信号的关系实验以及系统的重复性和稳定性等实验，从而验证了气体光声光谱检测原理以及进行气体浓度检测的可行性。
关键词 气体浓度检测；甲烷(CH4)；光声光谱；光声腔；
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