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基于双波长法的光声光谱气体检测（英文）
1
作者 季焱 易迎彦 +3 位作者 黎敏 吕海飞 文晓艳 李玉林 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期173-176,共4页
光声光谱法是检测气体最灵敏的方法,气体浓度检测精度可达到ppt量级,但这需要复杂的实验系统和昂贵的器材,不利于在工程实践上使用.本文基于可调激光器的电流调制特性,提出了一种在测量气体吸收谱的吸收零点和吸收峰之间有效切换波长的... 光声光谱法是检测气体最灵敏的方法,气体浓度检测精度可达到ppt量级,但这需要复杂的实验系统和昂贵的器材,不利于在工程实践上使用.本文基于可调激光器的电流调制特性,提出了一种在测量气体吸收谱的吸收零点和吸收峰之间有效切换波长的简单调制方法.当激光功率为2.1 m W时,甲烷气体浓度的测量极限可达到0.46 ppm,测量结果证明了双波长法的可行性. 展开更多
关键词 光声光谱 双波长法 电流调制
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光声光谱检测变压器油中气体的共振光声池研究 被引量：5
2
作者 刘冰洁 唐远 陈伟根 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期42-47,共6页
气体光声光谱技术是一种新型的微量气体检测技术,能很好地应用于变压器油中溶解气体检测。光声池是光声光谱监测系统中的核心部分,是表征系统灵敏度的重要因素。笔者模拟分析了气体光声信号分布及谐振腔几何尺寸与表征光声池性能的特性... 气体光声光谱技术是一种新型的微量气体检测技术,能很好地应用于变压器油中溶解气体检测。光声池是光声光谱监测系统中的核心部分,是表征系统灵敏度的重要因素。笔者模拟分析了气体光声信号分布及谐振腔几何尺寸与表征光声池性能的特性参数的量化关系,设计制作了两个不同几何结构参数的共振光声池,实验研究了光声池响应特性,实验结果比较得出谐振腔长120 mm、半径3 mm的不锈钢光声池表现出比较优越的气体响应性能,并对变压器油中溶解的主要特征气体C2H2进行了光声探测。理论与实验结果为气体光声光谱在线监测系统的完善及高灵敏度光声池的优化设计提供了技术支持与理论参考。 展开更多
关键词 共振光声池 光声光谱(pas) 响应特性 气体检测
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珐珀解调的石英增强光声光谱气体探测系统 被引量：5
3
作者 林成 朱永 +3 位作者 韦玮 张洁 田莉 许祖稳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1163-1166,共4页
提出一种珐珀解调,适用于开放环境的全光式石英增强光声光谱气体探测系统。基于石英增强光声光谱系统,采用法珀干涉解调代替传统的电解调方式,通过拾取石英音叉的叉指侧面与光纤端面之间形成的法珀腔的腔长变化解调得到被测气体的光声... 提出一种珐珀解调,适用于开放环境的全光式石英增强光声光谱气体探测系统。基于石英增强光声光谱系统,采用法珀干涉解调代替传统的电解调方式,通过拾取石英音叉的叉指侧面与光纤端面之间形成的法珀腔的腔长变化解调得到被测气体的光声光谱信号。构建了实验系统,在开放环境中完成了对空气中水蒸气的探测实验,得到其归一化噪声等效吸收系数为2.80×10-7 cm-1.W.Hz-1/2。结果表明,该探测系统的探测灵敏度是传统石英增强光声光谱探测系统的2.6倍。该系统具有极强的抗电磁干扰能力、能够用于易燃易爆气体检测、适用于高温、高湿度等恶劣环境并实现远距离多点、组网探测。 展开更多
关键词 痕量气体探测 光声光谱 石英增强 法珀解调
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石墨/硝酸钾配比对其反应性光声特性的影响 被引量：3
4
作者 王惠娥 沈瑞琪 +1 位作者 叶迎华 吴立志 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期274-276,共3页
为了研究药剂配比对石墨/硝酸钾反应性光声特性的影响,采用动态光声测试技术和差示扫描量热技术进行了研究,在波长1.06μm、脉冲宽度为54μs的Nd∶YAG脉冲激光作用下,同一配比的石墨/硝酸钾体系中,激光能量越大光声信号越强;不同配比药... 为了研究药剂配比对石墨/硝酸钾反应性光声特性的影响,采用动态光声测试技术和差示扫描量热技术进行了研究,在波长1.06μm、脉冲宽度为54μs的Nd∶YAG脉冲激光作用下,同一配比的石墨/硝酸钾体系中,激光能量越大光声信号越强;不同配比药剂在同一激光能量下光声强度不同。石墨/硝酸钾质量比为25/75(3#样品)时,光声信号最强;为30/70(4#样品)时,光声信号较弱。考察药剂达到光声信号峰值所用时间,发现同一样品随着激光能量增大都呈现先增大后减小的趋势。结果表明,C/KNO3的配比不同,化学反应不同,热分析结果与光声实验结果可以相互印证。 展开更多
关键词 光谱学 光声检测 差示扫描量热法 药剂配比 石墨 硝酸钾 反应性光声谱
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光热光谱技术及其应用 被引量：1
5
作者 李长江 姚琪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 1982年第Z2期196-200,共5页
本文介绍光热光谱技术中的光声法(PAS)、热透镜法(TL)及光热偏转法(PDS)的基本原理、实验方法及其在检测微弱吸收(包括;光子吸收)和研究分子弛豫过程中的应用,以及作者用激光光声法测量高聚物红外吸收光谱的主要结果。
关键词 热透镜光谱法 光声法 光热偏转光谱 光热光谱 光谱技术 双光束法 光声光谱法 吸收光谱 脉冲染料激光器 样品池
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基于正交试验的光声池气流性能模拟及参数优化 被引量：3
6
作者 程刚 曹亚南 +2 位作者 田兴 曹渊 刘锟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3899-3905,共7页
基于光声光谱原理的气体浓度检测是光声技术最典型的应用。与其他光谱气体检测方法相比,光声气体检测技术主要具有结构简单、探测器不受波长限制、零背景噪声、成本低等优点。它在气体检测领域得到了广泛的认可和应用。作为光声光谱气... 基于光声光谱原理的气体浓度检测是光声技术最典型的应用。与其他光谱气体检测方法相比,光声气体检测技术主要具有结构简单、探测器不受波长限制、零背景噪声、成本低等优点。它在气体检测领域得到了广泛的认可和应用。作为光声光谱气体检测系统的核心部件,光声池的性能将直接影响系统的检测结果。因此,光声池的优化设计已成为该领域的研究热点。当前,针对光声池的优化主要是基于系统静态条件,关于光声池腔内气体流动性能及动态时间响应的研究报道较少。由于光声池在动态检测条件下的气体扰动及系统检测噪声具有一定影响,因而对于光声池的相关参数进行进一步的探索与优化,改善光声池腔内气体流场分布、动压特性及其气体浓度平衡时间对于提升光声光谱的气体检测性能具有重要意义。为此,以传统的圆柱形光声池为基础,基于三维流场数值模拟方法建立了光声池腔内流场的稳态和瞬态模拟模型,计算获得了光声池腔内气体流场分布及其气体浓度平衡响应规律,结果表明,减少光声池腔内气流流速及优化光声池中的过渡结构将会改善气流引发的动压波动以及缩短腔内气体浓度调节时间。以光声池的缓冲腔与谐振腔过渡处圆角、辅助孔数量、辅助孔半径、辅助孔中心圆半径以及进气速度5个参数为因素,以谐振腔轴线中点处动压值和气体浓度调节时间为考察指标,采用数值模拟和正交试验设计与熵权法相结合的方法,获得了光声池的相关参数对动压值影响的主次影响顺序为:辅助孔半径>辅助孔数>进气速度>过渡圆角>辅助孔中心圆半径;对调节时间影响的主次顺序依次为:进气速度>辅助孔半径>辅助孔数=辅助孔中心圆半径>过渡圆角,为平衡指标的影响,将多目标参数优化问题转化成单目标优化问题,客观地给出动压值和调节时间的权重分别为0.49、 0.51。在研究参数范围内,获得了其最佳参数组合为:缓冲腔与谐振腔过渡处圆角为3.0 mm、辅助孔数量为8个、辅助孔半径为3.5 mm、辅助孔中心圆半径为22.5 mm、进气速度为0.06 m·s-1,优化后的光声池谐振腔轴线中点处动压值为9.4×10^(-4)Pa,腔内气体浓度调节时间为141 s,相较于优化前的指标,动压值相对降低了88.1%,调节时间相对降低了17.5%,两项指标均得到优化提升,优化效果较为理想。研究方法与结论可为光声池的优化设计和拓展研究提供重要参考。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 数值模拟 正交试验 熵权法 参数优化
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氟化硫酰(SO_(2)F_(2))和氟化亚硫酰(SOF_(2))气体的中红外光谱特性检测分析 被引量：9
7
作者 颜湘莲 何洁 +3 位作者 黄印 王雯 姚强 李新田 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2688-2697,共10页
为获得SF_(6)气体绝缘设备在运行缺陷下产生的氟化硫酰(SO_(2)F_(2))和氟化亚硫酰(SOF_(2))气体的含量,开展了SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的中红外光谱特性检测分析。首先,建立气体中红外吸收光谱检测平台,检测得到SO_(2)F_(2)和SOF_(2)... 为获得SF_(6)气体绝缘设备在运行缺陷下产生的氟化硫酰(SO_(2)F_(2))和氟化亚硫酰(SOF_(2))气体的含量,开展了SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的中红外光谱特性检测分析。首先,建立气体中红外吸收光谱检测平台,检测得到SO_(2)F_(2)和SOF_(2)的典型红外光谱图,其中SO_(2)F_(2)检测结果与HITRAN数据库的吸收截面数据一致,验证了光谱检测平台和检测方法的有效性,提出了SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的特征吸收谱;然后,检测分析环境温度和气体压力对气体红外光谱特性的影响规律,得到了吸光度随温度和压力变化的拟合表达式;最后,开展了光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)和可调谐半导体激光吸收光谱(tunable semiconductor laser absorption spectroscopy,TDLAS)方法检测SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的光谱特性试验,结果表明PAS技术适于这两种气体的现场检测。研究结果为研发SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的光学带电检测或在线监测装置提供了技术支撑,可确保SF_(6)气体绝缘设备安全可靠运行。 展开更多
关键词 氟化硫酰气体 氟化亚硫酰气体 中红外光谱特性 特征吸收谱 光声光谱(pas)法
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QEPAS系统中石英音叉模态仿真计算与研究 被引量：3
8
作者 程刚 曹渊 +5 位作者 刘锟 曹亚南 田兴 陈家金 杨刚 高晓明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期31-38,共8页
对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算,获得石英音叉前6阶振型与模态频率,认知了第4阶对称摆动振型为有效振动,利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l1、音臂宽度w1、音臂厚度t、音臂切角θ、音... 对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算,获得石英音叉前6阶振型与模态频率,认知了第4阶对称摆动振型为有效振动,利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l1、音臂宽度w1、音臂厚度t、音臂切角θ、音臂圆孔直径d及音臂圆孔高度h对低阶有效共振频率(Fre)的影响,敏感度依次为:l1> w1>d>θ>t>h,考虑实际设计情形,筛选出了l1,w1,d与h四个石英音叉设计变量,采用Box-Behnken实验设计方案与RSM(response surface methodology)方法,以Fre为函数目标,建立l1,w1,d与h的二次回归响应面模型,得到了参数之间的交互作用,利用Design-Expert软件对响应面模型进行设计参数反求,结果表明,在15 000 Hz≤Fre≤25 000 Hz计算区域内误差较小,基本满足QEPAS系统的计算需求,所提出的研究与设计方法具有一定通用性,可为QEPAS系统中石英音叉结构参数设计提供参考。 展开更多
关键词 光声光谱 石英音叉 模态 实验设计 响应面法
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气相色谱-四极杆飞行时间质谱定性和定量分析SF6中8种痕量气体 被引量：2
9
作者 杨韧 汪金星 +2 位作者 田梓傲 张悦 岳宣峰 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1222-1224,共3页
SF6电气设备具有体积小、安全系数高和维护周期长等优点,目前已取代传统设备,成为高压变电输电系统使用最广泛的变电设备[1-2]。SF6电气设备内部是封闭的,当制作工艺出现问题或者超期使用后,设备可能发生故障,严重时可能危害设备的安全... SF6电气设备具有体积小、安全系数高和维护周期长等优点,目前已取代传统设备,成为高压变电输电系统使用最广泛的变电设备[1-2]。SF6电气设备内部是封闭的,当制作工艺出现问题或者超期使用后,设备可能发生故障,严重时可能危害设备的安全运行,因此SF6电气设备的定期检修十分重要[3]。文献[4-5]发现,SF6电气设备中的SF6会在高温及电弧的条件下与设备内部其他部件发生微量反应,所产生的气体的种类和含量与设备内部的故障类型有直接关系。因此,发展可靠的测定这类“信使”气体的方法就显得非常重要。常用的测定方法有光声光谱法[6-7]、红外光谱法[7]、电化学法[8]、气相色谱法[9-13],很难实现多种组分的同时测定。气相色谱-质谱法(GC-MS)是一种将气相色谱优异的分离能力和质谱强大的未知物定性功能完美结合的方法[14-15],在食品、药品、刑侦和工业分析检测等领域都有广泛的应用,具有准确度好、灵敏度高等优点。 展开更多
关键词 四极杆飞行时间质谱 气相色谱 红外光谱法 光声光谱法 SF6 分离能力 痕量气体 未知物
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