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基于代数迭代算法的燃烧火焰温度场和气体浓度场重建研究 被引量：6
1
作者 夏晖晖 刘建国 +4 位作者 许振宇 阚瑞峰 何亚柏 张光乐 陈玖英 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2697-2702,共6页
基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术,以水汽作为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷空气预混平焰炉燃烧区域水汽的吸收光谱信号,通过ART(algebraic reconstruction technique)代数迭代算法对燃烧场... 基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术,以水汽作为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷空气预混平焰炉燃烧区域水汽的吸收光谱信号,通过ART(algebraic reconstruction technique)代数迭代算法对燃烧场温度和水汽浓度分布进行了模拟重建和实验研究,模拟重建采取5×5共25个网格的正方形重建区域,假定25个网格的一个温度浓度二维分布,模拟28条激光束从不同的角度方位穿越重建区域,得到模拟射线下的投影值,经ART算法重建,结果显示温度场和水汽浓度场的重建偏差均在1%以内。实验采用分布反馈式激光器作为光源,选取H2O的7 153.722,7 153.748和7 154.354cm-1三条吸收线作为测温谱线,其中前两条线不区分作为一条吸收线来处理。使用平移台多方位平行扫描,共获取30路光谱吸收信号,经数据处理、算法重建和双线比值法测温原理得到了圆形平焰炉16个不同区域的温度浓度值,且炉面偏向中心区域温度浓度值较高,边缘较小,结果表明代数迭代算法能够很好地实现燃烧区域温度场和水汽浓度场的反演。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱 温度场 浓度场 代数迭代算法
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基于差分吸收光谱技术的大气痕量气体重建算法 被引量：6
2
作者 韦民红 童敏明 +1 位作者 肖建于 李素文 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期287-293,共7页
针对在一些不能获取大量投影数据或者投影分布不均匀的实际情况下,重建大气痕量气体的二维空间分布问题,采用代数迭代重建算法(ART)和同步迭代重建算法(SIRT)2种重建算法对其进行重建。通过数值模拟的方式对2种重建算法的重建效果进行... 针对在一些不能获取大量投影数据或者投影分布不均匀的实际情况下,重建大气痕量气体的二维空间分布问题,采用代数迭代重建算法(ART)和同步迭代重建算法(SIRT)2种重建算法对其进行重建。通过数值模拟的方式对2种重建算法的重建效果进行了比较研究,并建立了多轴差分吸收光谱层析系统,进行了外场试验。通过计算机模拟和外场实验研究,从成像效果中可以看出,2种迭代算法均能在数据不完善的情况下,精确地重建出大气痕量气体的二维空间分布;在不同的模型及评价指标下,通过对2种重建算法的重建误差的比较,可以发现SIRT算法的重建误差要小于ART算法的重建误差,尤其在测量数据波动比较大、受干扰的情况下。 展开更多
关键词 差分吸收光谱 代数迭代重建算法 同步迭代重建算法 痕量气体
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TDLAS技术用于燃烧场气体温度和浓度重建研究 被引量：10
3
作者 殷可为 胥頔 +1 位作者 张龙 杨富荣 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期20-27,共8页
基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术及修正型代数迭代算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART),选择频率为7 153.7 cm^(-1)和7 154.3 cm^(-1)的H_2O吸收线作为测温谱线,测量了... 基于可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术及修正型代数迭代算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART),选择频率为7 153.7 cm^(-1)和7 154.3 cm^(-1)的H_2O吸收线作为测温谱线,测量了CH_4/Air预混平面火焰炉燃烧场温度和H_2O气浓度分布。仿真采用1 000 pixels×1 000 pixels个像素点描述方形模型区域,假设40条光束从两个方向正交通过重建区域,通过引入初始分布并经修正型ART算法计算和三次多项式插值处理,温度场重建偏差在4.5%以内,H_2O气浓度场重建偏差在4%以内。实验采用导轨和转台实现探测光对稳态燃烧场两个方向上的平行扫描,共获取24路光束吸收信号,经修正型ART算法重建和三次多项式插值处理得到整个火焰炉燃烧区域的温度场和H_2O气浓度场分布。将温度场重建结果与热电偶的测量结果进行对比,表明该方法能够有效实现燃烧场温度二维重建。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 代数迭代算法 温度场 浓度场 二维重建
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基于可调谐激光吸收光谱技术的多条吸收谱线重建气体浓度二维分布的研究 被引量：4
4
作者 张立芳 王飞 +3 位作者 张海丹 吴奇 严建华 岑可法 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3485-3491,共7页
针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通... 针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H_2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响;研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况,其中,文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。浓度测量区域采用10×10的网格划分,测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布,重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。重建结果表明在激光光束较少时,增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息,且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果,更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。 展开更多
关键词 代数迭代算法 二维浓度重建 多条吸收谱线 激光吸收光谱
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利用计算机断层成像方法由观测图像重建等离子体层全球密度分布--投影数据不完备问题 被引量：3
5
作者 黄娅 徐荣栏 +2 位作者 沈超 李亮 陈志强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1071-1077,共7页
在用计算机断层成像方法由EUV观测图像重建等离子体层全球密度分布时,地球的遮挡和有限角度都会导致投影数据不完备,从而无法精确重建出等离子体层的密度分布.本文针对该问题,提出一种基于图像总变差极小化的代数迭代算法.通过重建等离... 在用计算机断层成像方法由EUV观测图像重建等离子体层全球密度分布时,地球的遮挡和有限角度都会导致投影数据不完备,从而无法精确重建出等离子体层的密度分布.本文针对该问题,提出一种基于图像总变差极小化的代数迭代算法.通过重建等离子体层投影数据缺失最为严重的中心子午面,证明该算法能够显著提高重建图像的质量.并且在IMAGE卫星仅能达到90°的有限投影角度下,此算法重建图像的相关系数可达0.760,而代数迭代算法的相关系数仅为0.696. 展开更多
关键词 地球等离子体层密度 投影数据不完备 总变差 代数迭代算法
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被动DOAS断层扫描的大气痕量气体分布重建 被引量：2
6
作者 韦民红 童敏明 +1 位作者 蔡丽 李素文 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期50-55,共6页
针对大气痕量气体浓度的二维分布重建问题,本文提出了一种以差分吸收光谱断层扫描技术重构大气痕量气体空间分布的方法,用两台被动多轴差分吸收光谱系统(MAX-DOAS)对待测烟羽进行层析扫描,使用DOAS技术反演出的气体斜柱浓度,进而通过代... 针对大气痕量气体浓度的二维分布重建问题,本文提出了一种以差分吸收光谱断层扫描技术重构大气痕量气体空间分布的方法,用两台被动多轴差分吸收光谱系统(MAX-DOAS)对待测烟羽进行层析扫描,使用DOAS技术反演出的气体斜柱浓度,进而通过代数迭代算法(ART)把其中的浓度分布信息提取出来。采用高斯分布烟羽为重构对象,用数值模拟的方法对重构效果进行了研究分析,分析表明重建结果与模型基本一致,表明了气体分布测量方法的可行性。为了研究在实际测量中的误差对气体分布重建结果的影响,在投影数据中添加了不同比例的随机误差,研究表明,投影误差对气体浓度分布重建结果影响很小。 展开更多
关键词 被动差分吸收光谱 断层扫描 代数迭代算法 二氧化硫
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光线分布对基于TDLAS温度场二维重建的影响 被引量：6
7
作者 宋俊玲 洪延姬 +1 位作者 王广宇 潘虎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2460-2465,共6页
基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术采用代数迭代算法实现燃烧场温度二维重建。在有限入射光线数目下为获得最佳重建结果,研究了扇形光束和平行光束分布下光线数目、网格数目对温度场重建结果的影响规律。提出虚拟光线方法,通... 基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术采用代数迭代算法实现燃烧场温度二维重建。在有限入射光线数目下为获得最佳重建结果,研究了扇形光束和平行光束分布下光线数目、网格数目对温度场重建结果的影响规律。提出虚拟光线方法,通过在相邻光线间增加虚拟光线,减小网格间距以增加网格数目,满足在光线数目较少情况下,实现了较为细致的二维温度场重建。计算结果表明当光线间距与网格间距比在0.6~1范围内时,重建温度场相对均方误差最小。在相同入射光线数目情况下,虚拟光线法可以有效降低重建温度场相对均方误差,提高重建二维温度场精确度。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 温度场二维重建 代数迭代算法 光线数目 虚拟光线法
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基于虚拟光线再投影方法的激光吸收光谱燃烧场二维重建研究 被引量：3
8
作者 那奕君 李宁 +1 位作者 黄孝龙 翁春生 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3686-3691,共6页
针对在不完全投影数据条件下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布重建难题,提出了一种基于虚拟光线再投影方法的燃烧场二维重建算法。利用有限的测量投影数据进行差分运算获取相同角度下不同位置处虚拟光线投影值,增加光线数量以提高重建... 针对在不完全投影数据条件下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布重建难题,提出了一种基于虚拟光线再投影方法的燃烧场二维重建算法。利用有限的测量投影数据进行差分运算获取相同角度下不同位置处虚拟光线投影值,增加光线数量以提高重建质量。采用改进型代数迭代算法对燃烧场进行重建并获取燃烧场的重建初始值,利用再投影方式获取其他投影角度下虚拟光线的投影数据并进行联合迭代,最终实现对燃烧场气体组分浓度与温度二维分布重建。采用近红外波段7 185.6和7 444.35 cm^-1两条H2O特征吸收谱线结合21条测量光线对49×49网格区域进行计算,通过对相同光线数量条件不同布置方式燃烧场重建结果进行对比分析,选取了合理的光线布置结构。与传统的采用平滑因子的代数迭代重建算法进行对比,虚拟光线再投影方法的重建精度明显提高,同时该方法消除了人为选择平滑因子对重建结果所带来的主观影响,降低了由于投影角度较少所带来的重建误差。计算结果表明,重建误差随着再投影运算次数的增加而不断下降,当在再投影次数达到十次后重建误差逐渐趋于稳定。在5%噪声幅值条件下进行十次再投影后,温度分布重建误差小于5.76%,浓度分布重建误差小于8.83%,测量噪声对于燃烧场重建结果影响较小。通过对600~1 200 K温度范围内的双峰以及三峰燃烧场模型进行计算分析,验证了虚拟光线再投影方法对于不同工况下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布的重建能力。研究结果对有限投影条件下的激光吸收光谱技术二维重建技术理论研究具有重要意义,可促进激光吸收光谱技术在现实燃烧装置中的工程化应用。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 二维重建 代数迭代算法 虚拟光线 再投影
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可调谐半导体激光吸收光谱技术应用于平面火焰中气体浓度二维分布重建的研究 被引量：4
9
作者 姜治深 王飞 +3 位作者 邢大伟 许婷 严建华 岑可法 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2891-2896,共6页
研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法,探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法,并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统,以甲烷/空气预混火焰中H2O... 研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法,探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法,并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统,以甲烷/空气预混火焰中H2O为测量对象,运用重建程序重建了火焰中H2O浓度的二维分布,实验结果分析表明,重建结果较真实的反应了火焰中H2O浓度的二维分布状态,为实现优化燃烧控制提供重要数据。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱 二维重建 代数迭代重建算法
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基于超声层析成像技术的三维流场重建 被引量：2
10
作者 王浩源 王伯雄 +1 位作者 柳建楠 崔园园 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第1期72-75,共4页
在现有的以超声层析成像为基础的流场重建方法中,一般只能单独重建横向流场或轴向流场。为能够同时获得横向和轴向流场的信息,提出一种方法,通过在圆管周围合理布置超声换能器,采用联合代数迭代重建算法同时得到圆管中的横向流场和轴向... 在现有的以超声层析成像为基础的流场重建方法中,一般只能单独重建横向流场或轴向流场。为能够同时获得横向和轴向流场的信息,提出一种方法,通过在圆管周围合理布置超声换能器,采用联合代数迭代重建算法同时得到圆管中的横向流场和轴向流场的重建图像,完成圆管中流场的三维重建。实际的单弯管实验成功重建了横向流场和轴向流场表明方法可靠。 展开更多
关键词 超声层析成像技术 三维流场 联合代数迭代重建算法
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