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基于WMS光纤气体传感器频率偏差的抑制 被引量：1
1
作者 曹家年 张可可 +1 位作者 杨蕊 石建中 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第4期71-73,77,共4页
利用波长调制光谱(WMS)技术的光纤气体传感器进行痕量气体体积分数检测可以达到很高的检测灵敏度,离散数据采样过程中很难保证严格在吸收线中心频率处采样,频率偏差会使检测结果产生严重偏差。利用傅里叶级数展开分析WMS各次谐波信号,... 利用波长调制光谱(WMS)技术的光纤气体传感器进行痕量气体体积分数检测可以达到很高的检测灵敏度,离散数据采样过程中很难保证严格在吸收线中心频率处采样,频率偏差会使检测结果产生严重偏差。利用傅里叶级数展开分析WMS各次谐波信号,在采样过程中通过测量一次谐波的最大值与最小值取平均,获取与待测气体体积分数无关的一次谐波基线值,抑制频率偏差对系统检测精度的影响。以二次谐波峰值与一次谐波基线的比值作为系统的输出,有效地消除光强波动等因素带来的干扰。 展开更多
关键词 光纤气体传感器 波长调制光谱 频率偏差 光强波动
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WMS的玻璃药瓶内氧气含量检测及其标定方法改进 被引量：1
2
作者 朱高峰 阳春华 +1 位作者 朱红求 桂卫华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3133-3137,共5页
应用激光波长调制光谱(WMS)技术,建立了一种开放光路短光程检测玻璃药瓶内氧气含量的方法。选择氧气分子位于760.885(13 142.58cm-1)的吸收谱线,通过多次调试优化了系统相关参数,给出了实时扣背景及实时谱线校正等数据处理的方法和步骤... 应用激光波长调制光谱(WMS)技术,建立了一种开放光路短光程检测玻璃药瓶内氧气含量的方法。选择氧气分子位于760.885(13 142.58cm-1)的吸收谱线,通过多次调试优化了系统相关参数,给出了实时扣背景及实时谱线校正等数据处理的方法和步骤。采集七种不同氧气含量的玻璃药瓶样本,获取相应的二次谐波信号,分别建立二次谐波峰值、半高谱峰面积与浓度的线性回归方程进行定量预测。实验结果表明,其拟合系数分别为0.996 6和0.997 8,后者相比前者的标定方法提高了0.12%。采用完全交互验证的方法来评价两个模型的预测精度,其预测的均方根误差(RMSEP)分别是0.003 1和0.002 0,后者相比前者降低了37.69%。对浓度是4%的气体样品,比较不同时间的20次测量结果,标准差分别为0.002 2和0.0016,后者相比前者降低了27.3%,同时其测量灵敏度分别为0.198%和0.097%,后者相比前者的灵敏度提高了约51%。证明了该系统及数据处理方法对玻璃药瓶内氧气含量检测是可行的,且利用半高谱峰面积更丰富的幅值信息来反演气体浓度可以降低波峰失真影响,检测精度更高,稳定性更好。 展开更多
关键词 波长调制光谱 二次谐波 半高谱峰面积 氧气浓度
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WMS-4f/2f气体流速测量的理论分析和数值仿真 被引量：1
3
作者 陈佳音 李金义 +2 位作者 李浩丹 马帅 李雨璇 《激光杂志》 北大核心 2018年第8期15-19,共5页
气体流速的测量对于航空航天发动机的燃烧诊断等应用非常重要。针对现有可调谐激光吸收光谱测量方法的不足,提出基于波长调制光谱二次谐波归一化四次谐波（WMS-4f/2f）的检测方案。不同于目前采用的直接吸收光谱或波长调制光谱二次谐波... 气体流速的测量对于航空航天发动机的燃烧诊断等应用非常重要。针对现有可调谐激光吸收光谱测量方法的不足,提出基于波长调制光谱二次谐波归一化四次谐波（WMS-4f/2f）的检测方案。不同于目前采用的直接吸收光谱或波长调制光谱二次谐波检测方法,WMS-4f/2f方案可以得到更尖更窄的吸收峰,有利于更精准地确定多普勒频移。对此方法测量流速的不确定度进行了理论分析和数值仿真,结果表明,选用O2位于760.445nm的吸收线,所得气体流速不确定度为5.66m/s,与WMS-2f或直接吸收光谱方法相比不确定度降低了一个数量级。该方法在高速流场的流速测量领域具有巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 波长调制光谱 高次谐波探测 多普勒频移 流速测量 不确定度
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可编程门阵列WM-TDLAS气体检测系统设计及应用 被引量：3
4
作者 张鑫 邱海峰 +2 位作者 兰嘉琪 胡琴 张贺 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期77-86,共10页
本文基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)快速处理数字信号及多线程优势,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱(WM-TDLAS)技术,研制可编程门阵列WM-TDLAS二氧化碳浓度检测系统。根据应用功能需求,利用FPGA芯片... 本文基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)快速处理数字信号及多线程优势,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱(WM-TDLAS)技术,研制可编程门阵列WM-TDLAS二氧化碳浓度检测系统。根据应用功能需求,利用FPGA芯片的逻辑门阵列可编程特性,设计了具备信号采集及调制、谐波解调功能的数字化锁相放大器(digital lock-in amplifier,DLIA)。为验证其性能进行谐波提取测试、Q值、抗噪声实验,结果表明目标频率提取线性度达99.99%,Q值可达45。在对不同信噪比信号进行谐波提取实验中,当信噪比为43 dB时,均值最大相对误差仅为0.91%。采用中心波长1572 nm分布式反馈激光器作为光源,覆盖选定的6360 cm−1处吸收线,密集多通气体吸收池有效光程14 m,开展了气体浓度检测实验。系统检测浓度与二次谐波幅值拟合线性度为99.982%,通过提升扫描波长频率,系统可在0.1 s获取浓度值。艾伦(Allan)方差结果表明,当积分时间为44 s时,系统的检测下限为1.86 ppm。实验结果表明,该可编程门阵列WM-TDLAS检测系统具有检测精度高、响应速度快、稳定性强和小型化的特点,可用于实际应用中浓度实时监测。 展开更多
关键词 光谱学 可编程逻辑门阵列 波长调制光谱 数字锁相放大器 气体检测
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基于WMS技术的机动车尾气CO和CO2同时监测 被引量：2
5
作者 张涛 李永刚 魏莹莹 《绿色科技》 2019年第14期70-73,共4页
基于对机动车尾气中CO和CO2同时测量的需求,提出并实现了利用WMS-2f/1f免校准技术实现两种气体的无标测量。结果表明:在选择恰当吸收谱线的基础上,对CO和CO2的混合气体进行浓度检测,并对测量结果进行Allan方差评价,认为在系统积分时间为... 基于对机动车尾气中CO和CO2同时测量的需求,提出并实现了利用WMS-2f/1f免校准技术实现两种气体的无标测量。结果表明:在选择恰当吸收谱线的基础上,对CO和CO2的混合气体进行浓度检测,并对测量结果进行Allan方差评价,认为在系统积分时间为2 s时,CO和CO2的最低检测限分别为0.76×10^-6和0.89×10^-6,所用激光传感器系统的精度满足机动车尾气的测量要求。 展开更多
关键词 波长调制光谱 机动车尾气 同时监测
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自适应滤波算法在二次谐波信号降噪中的应用
6
作者 邵昊 李博冉 +2 位作者 王凯 张贝 刘超杰 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第4期1534-1543,共10页
针对可调谐二极管激光吸收光谱-波长调制光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy-Wavelength Modulation Spectroscopy, TDLAS-WMS)技术在天然气管道巡检等痕量气体检测过程中常受到光学元件和电子器件噪声对二次谐波信号的... 针对可调谐二极管激光吸收光谱-波长调制光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy-Wavelength Modulation Spectroscopy, TDLAS-WMS)技术在天然气管道巡检等痕量气体检测过程中常受到光学元件和电子器件噪声对二次谐波信号的干扰问题,为了提高系统检测精度,提出了一种基于吸收峰两侧无吸收翼部分噪声作为参考信号的自适应滤波方法,通过递归更新滤波器权重,动态抑制二次谐波中的非平稳噪声,提升系统的检测精度。试验结果表明,该方法显著提高了系统的信噪比与线性度,滤波后拟合优度R2从0.996 4提升至0.997 3,检测下限由0.201×10^(-6)降低至0.128×10^(-6),降幅约为36.3%。 展开更多
关键词 公共安全 吸收光谱 波长调制光谱 互相关检测 自适应滤波 二次谐波
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免标定波长调制吸收光谱技术在高焓流场诊断中的应用
7
作者 陈卫 王磊 伍越 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期38-45,共8页
高温气体参数是分析高焓流场热化学特性及其与防热材料作用机理的重要基础,但由于流场温度高、气体化学反应剧烈,导致这些参数的测量信号难以标定,使得其定量测量非常困难。波长调制光谱技术作为一种可调谐二极管激光吸收光谱技术,具有... 高温气体参数是分析高焓流场热化学特性及其与防热材料作用机理的重要基础,但由于流场温度高、气体化学反应剧烈,导致这些参数的测量信号难以标定,使得其定量测量非常困难。波长调制光谱技术作为一种可调谐二极管激光吸收光谱技术,具有抗干扰能力强的优点,非常适合应用于环境复杂的工业现场。通过理论仿真与实验测量的谐波信号进行迭代拟合,发展了免标定的波长调制技术数据处理方法,并成功应用到高频感应等离子体流场和电弧加热流场诊断中。高频感应等离子体流场的温度和电子密度测量结果与直接吸收法测量结果比较吻合,电弧加热流场焓值测量结果与能量平衡法计算结果相对误差约10%,验证了免标定数据处理方法的可靠性,可作为高焓流场参数定量测量的有效手段。 展开更多
关键词 激光吸收 波长调制光谱 高焓流场 电弧加热 高频感应等离子体 免标定
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波长调制-直接吸收光谱法Rb同位素比测量
8
作者 徐积政 孟远 +6 位作者 卢兴吉 黄俊 杨韬 赵强 寿欢欢 黄印博 曹振松 《光学精密工程》 北大核心 2025年第7期1031-1041,共11页
Rb同位素分析可提供待测样品的起源和历史信息,在地质科学、生物医学以及核法证学等领域具有重要意义。波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)具有高信噪比和免标定的优势,对气态分子或原子可实现快速高灵敏度测量,适合用于气态金属原子同位素... Rb同位素分析可提供待测样品的起源和历史信息,在地质科学、生物医学以及核法证学等领域具有重要意义。波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)具有高信噪比和免标定的优势,对气态分子或原子可实现快速高灵敏度测量,适合用于气态金属原子同位素丰度现场快速测量。采用RbCl固体样品作为实验对象,使用电热还原法获取气态Rb原子,在WM-DAS方法基础上添加阈值去噪,用直接吸收光谱和WM-DAS以及阈值去噪后的WM-DAS分别测量了Rb原子D2跃迁线的吸收率函数,用高斯线型进行拟合,信噪比分别提升了1.40倍和1.84倍。考虑D2线超精细结构后信噪比提升1.48倍,并反演气态Rb原子温度为439 K和饱和蒸气压1.826 Pa。同位素比^(85)Rb∶^(87)Rb为2.613±0.007,测量精度达到0.779%,精度和不确定度均优于DAS方法,^(85)Rb检测限为0.23%,可满足铷矿石探测需求。WM-DAS与电热还原原子化装置相结合,在固体金属检测领域具有探测精度高、抗干扰能力强等优势,更利于现场快速测量,在同位素丰度测量分析方面具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 Rb同位素 超精细结构 吸收率函数
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基于吸收光谱测量的CO催化氧化特性研究
9
作者 庄柯 贺拴玲 +3 位作者 许芸 董月红 张乾 彭志敏 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期84-90,共7页
CO、CO_(2)作为燃烧过程中的重要产物,大量排放会造成碳减排压力增大,对其浓度进行高精度实时在线监测对提高锅炉燃烧效率及碳排放准确计量具有重要意义。基于波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)技术和赫里奥特(Herriott)多次反射池设计了... CO、CO_(2)作为燃烧过程中的重要产物,大量排放会造成碳减排压力增大,对其浓度进行高精度实时在线监测对提高锅炉燃烧效率及碳排放准确计量具有重要意义。基于波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)技术和赫里奥特(Herriott)多次反射池设计了可实现混合气体中含量为10^(-6)量级的CO、CO_(2)浓度准确在线测量实验系统,系统检测限可达到10^(-8)量级;然后基于该实验系统开展CO催化氧化特性研究实验,探究氧气含量和CO浓度对催化效率的影响,实验结果表明,在温度为339 K~344 K、压力为101 kPa条件下,氧气含量在1%~5%范围内,CO催化效率随氧气含量的增加而升高;当氧气含量为1%、CO体积分数为800×10^(-6)时,催化效率随反应温度升高而增加。实验结果可为工业烟气中CO的去除、转化提供数据基础。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 CO测量 CO_(2)测量 催化氧化
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煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测 被引量：4
10
作者 段政 孟星星 +6 位作者 李凯亮 孙小聪 田亚莉 宫廷 李传亮 邱选兵 蔡廷栋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期670-677,共8页
为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池... 为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^(-6)到90×10^(-6)的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R2为0.9989;对浓度为20×10^(-6)的乙烯进行连续4000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^(-9)。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500~700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速最快,最大释放量约为40×10^(-6),温度高于700℃时乙烯释放量均开始减少。这一结果为进一步探索煤热解中乙烯的生成机理提供了理论和实验基础。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术 乙烯 ALLAN方差 波长调制 煤热解
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基于TDLAS的近红外甲烷高灵敏检测技术 被引量：3
11
作者 刘海芹 徐睿 +4 位作者 王振翔 赵天琦 赵春柳 石岩 陈亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期243-250,共8页
为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检... 为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检测。结果表明,二次谐波峰值信号与甲烷气体浓度成较强的线性关系,线性度为0.998 52,检测下限为4.82 ppm;初始积分时间为1 s时的Allan方差为6.37 ppm;积分时间到112 s时,Allan方差为427 ppb,检测灵敏度为4.27×10^(-7)。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 甲烷气体检测 波长调制法 高灵敏 Herriott腔
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基于TDLAS的高温氧气标定方法研究 被引量：2
12
作者 黄小东 郝晓剑 +3 位作者 梁晓东 王正 裴攀 王佳 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期43-46,共4页
燃烧场温度的准确测量是评价燃烧状况的重要指标。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是一种有效的非接触式燃烧诊断方法,其具有更广的测量范围、高精度和良好的抗干扰性能,且能实现连续测量。然而,在高分辨率透射分子吸收数据库(HITR... 燃烧场温度的准确测量是评价燃烧状况的重要指标。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是一种有效的非接触式燃烧诊断方法,其具有更广的测量范围、高精度和良好的抗干扰性能,且能实现连续测量。然而,在高分辨率透射分子吸收数据库(HITRAN)中光谱数据都是以296 K的谱线参数为基础,通过计算获得较高温度下的光谱数据。因此,本文利用TDLAS波长调制技术标定了高温场中O_(2)的二次谐波信号强度与温度的函数关系,为后续燃烧场温度测量实验奠定基础。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制技术 燃烧场
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基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究 被引量：7
13
作者 张学军 陈勤根 +3 位作者 杨展 邓琴 贺拴玲 彭志敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1412-1416,共5页
CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Her... CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 CO浓度 CO_(2)浓度 H_(2)S浓度 同步测量
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燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究 被引量：1
14
作者 李龙 师帅 +5 位作者 宫廷 田亚莉 郭古青 邱选兵 熊小鹤 李传亮 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1060-1067,共8页
燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长... 燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长调制光谱技术和频分复用技术,研制了一款无人值守的燃煤锅炉主燃区的H_(2)S和CO气体浓度实时在线监测设备。仿真模拟了6335~6341 cm^(-1)范围内的气体吸收光谱,并选定1.5μm附近的近红外激光器作为激光光源。研制了一套耐高温耐腐蚀的Herriott型多光程池,使激光与气体相互作用的有效光程达15 m;开发了硬件电路及相应的固件程序,实现了H2S和CO吸收光谱信号的二次解调与浓度反演。线性度和Allan方差实验表明,其线性拟合相关系数分别为0.9998和0.9995,在73 s和53 s的积分时间下,H_(2)S和CO的最低检测极限分别为0.2×10^(-6) mol/mol和0.344×10^(-6) mol/mol。最后,将研制的设备在某300 MW电负荷的四角切圆燃煤锅炉主燃区燃烧气氛场进行应用示范,对水冷壁附近的H2S和CO进行同步测量。结果表明,锅炉中H2S和CO的浓度呈正相关,厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,造成对水冷壁的腐蚀。 展开更多
关键词 锅炉水冷壁腐蚀 波长调制光谱 频分复用 高温多光程吸收池 长期在线监测
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基于调制激光光谱吸收的高稳定性气体检测 被引量：1
15
作者 康虎 张夏 +2 位作者 郑世杰 邵犁 冯国英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-152,共8页
为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可... 为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可视化仿真工具对气体检测系统进行理论仿真,同时通过搭建的气体检测系统验证仿真结果。结果表明,通过优化扫描信号,提高了检测系统的稳定性,偏差值从0.3%降至0.07%;建立了2次谐波信号均值与气体体积分数的反演模型,线性拟合的相关系数R^(2)=99.99%。此研究为提升TDLAS系统的稳定性和准确性,及实现高稳定气体检测具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 光谱学 波长调制光谱-可调谐二极管激光吸收光谱 呼出气检测 建模仿真
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基于TDLAS测量的痕量CO常温催化转化研究
16
作者 樊景星 贺拴玲 +6 位作者 卢建彬 李天旺 韩世亮 李健韬 刘晓英 刘冠男 彭志敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期908-914,共7页
CO作为火电、冶金、化工等行业产生的重要中间产物或排放物质,具有易燃、剧毒等特性,对其进行高精度在线检测对提高锅炉燃烧安全及实现碳减排具有重要意义。因此,本文采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射... CO作为火电、冶金、化工等行业产生的重要中间产物或排放物质,具有易燃、剧毒等特性,对其进行高精度在线检测对提高锅炉燃烧安全及实现碳减排具有重要意义。因此,本文采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射池实现了浓度为10^(-6)(μL/L)量级的CO高精度在线测量,其检测限可达到0.35μL/L。在此基础上,利用该测量系统开展了CO催化转化性能研究实验,探究催化剂含量及CO浓度对催化反应的影响。实验结果揭示了在常温常压、CO浓度为10~80μL/L下,CO催化转化效率随催化剂含量的变化规律,即催化剂含量越高,CO转化效率越高。实验结果可为采用稀释取样法测量CO浓度时提供去除稀释气中CO的方法,保证痕量CO浓度的准确测量。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱(wm-DAS) 一氧化碳(CO) 在线测量 催化反应
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双通道离轴石英增强光声光谱气体传感器 被引量：1
17
作者 隋心 马琰铭 +6 位作者 刘孝腾 张磊 宋芳 李秀英 徐琳 王一丁 郑传涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期112-121,共10页
为了消除杂散光激励石英音叉产生的光热信号对气体检测性能的影响,采用离轴配置谐振管,将两只中央开有槽口的谐振管平行于音叉正面放置在两侧,从而实现了探测光束与石英音叉的隔离,同时降低了系统组装和光路调整的复杂度。将光纤准直器... 为了消除杂散光激励石英音叉产生的光热信号对气体检测性能的影响,采用离轴配置谐振管,将两只中央开有槽口的谐振管平行于音叉正面放置在两侧,从而实现了探测光束与石英音叉的隔离,同时降低了系统组装和光路调整的复杂度。将光纤准直器、谐振管、石英音叉、直角棱镜和不锈钢气室进行集成,研制了一种尺寸仅为5.4 cm×4.0 cm×1.5 cm的光声检测模块,在此基础上,建立了一种光声光谱气体检测系统,采用中心波长为1533 nm的分布反馈激光器,通过检测乙炔气体来评估系统性能。实验结果表明,光声信号与气体浓度之间呈现良好的线性-关系,线性拟合优度为0.991。系统的1σ检测下限和对应归一化噪声等效吸收系数分别为11.6×10^(-6)和6.7×10^(-9)W·cm^(-1)·Hz^(-1/2)。对系统的Allan方差分析结果表明,当平均时间为0.5 s时,系统的检测下限为10.22×10^(-6),当平均时间为50 s时,系统检测下限可以达到1.20×10^(-6)。所研制的微小型双通道离轴石英增强光声光谱传感器系统具有体积小、价格低廉、灵敏度高等优点,有利于实现便携式气体检测。 展开更多
关键词 石英增强光声光谱技术 气体传感器 波长调制技术 乙炔 石英音叉
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基于TDLAS的变压器油中C_(2)H_(2)在线监测装置设计
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作者 曹旺 万元 +4 位作者 唐伟 刘章进 李橙橙 廖学顺 吴昊天 《农村电气化》 2024年第2期61-64,共4页
随着电力行业的不断发展,变压器的安全与稳定愈发重要。为满足变压器油中C_(2)H_(2)的在线监测需要,选取1532 nm的分布式半导体激光器与12 m光程怀特池,研制了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术与波长调制技术的变压器油中C_(2)H_(2)在... 随着电力行业的不断发展,变压器的安全与稳定愈发重要。为满足变压器油中C_(2)H_(2)的在线监测需要,选取1532 nm的分布式半导体激光器与12 m光程怀特池,研制了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术与波长调制技术的变压器油中C_(2)H_(2)在线监测装置,实现了油中溶解C_(2)H_(2)分离、气体检测、结果分析等功能,测量周期约为25 min,测试过程无损样本。该装置检测精准快速,无需人工操作,可为变压器提供实时的安全参考意见。 展开更多
关键词 变压器油 C_(2)H_(2) 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制 在线监测
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基于TDLAS技术的全量程激光甲烷传感器 被引量：51
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作者 庞涛 王煜 +3 位作者 夏滑 张志荣 汤玉泉 董凤忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期98-104,共7页
根据煤矿安全生产监控系统对测量甲烷浓度全量程高准确度的需要,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,设计了一种全量程一体化激光甲烷传感器.采用1 653.72nm分布式反馈半导体激光器作为系统光源,单板电路实现激光器驱动、温度控制、信号... 根据煤矿安全生产监控系统对测量甲烷浓度全量程高准确度的需要,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,设计了一种全量程一体化激光甲烷传感器.采用1 653.72nm分布式反馈半导体激光器作为系统光源,单板电路实现激光器驱动、温度控制、信号调制与解调、浓度反演.为兼顾高测量准确度和大动态测量范围,系统在低浓度时利用波长调制技术进行甲烷浓度在线检测;当气体浓度大于阈值时,自动切换到直接吸收检测技术.实验结果表明,该传感器在浓度范围为0~5%内误差小于±0.06%,在浓度范围为5~100%内误差小于真值的±6%,响应时间约为15s,满足矿井实际测量需要. 展开更多
关键词 激光吸收光谱 可调谐半导体激光器 直接吸收 波长调制 甲烷检测
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可调谐半导体激光吸收光谱学测量甲烷的研究 被引量：23
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作者 高山虎 刘文清 +5 位作者 刘建国 张玉钧 阚瑞峰 王敏 涂兴华 王铁栋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期388-392,共5页
甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性... 甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性强、响应快速等突出特点。波长调制光谱(WMS)技术是TDLAS 技术中一种重要技术。利用WMS技术检测在大气压下、浓度从0．04％至10％的甲烷气体的二次谐波(2f) 信号,并证明了在该浓度范围内2f信号幅值正比于甲烷的浓度,为工业中甲烷气体的浓度监测提供了一种新的检测方法,并为集成甲烷监测仪器提供了理论及实验的依据。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光光谱 波长调制光谱 二次谐波检测
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