光程长对光谱测量误差的影响 被引量：5

1

作者 汪嚥 卢延辉 +1 位作者 王蕊 徐可欣 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期906-909,共4页

光程长的选择在光谱测量方法设计中非常重要,但实际测量中很难实现精确最佳光程长.从灵敏度的角度研究了在近红外光谱测量中,光程长和测量灵敏度之间的定量关系,讨论了它们对测量结果的影响:单位光程长吸光度越小,则光程长对测量误差的... 光程长的选择在光谱测量方法设计中非常重要,但实际测量中很难实现精确最佳光程长.从灵敏度的角度研究了在近红外光谱测量中,光程长和测量灵敏度之间的定量关系,讨论了它们对测量结果的影响:单位光程长吸光度越小,则光程长对测量误差的影响越小,可选择光程长范围就越宽;大于最佳光程长区域相对于光程较小区域,光程长变化对测量结果影响较小,可选光程过窄,应通过减小单位光程吸光度来扩展可选区域.对于单个样品,当最佳光程长获取存在较大误差时,应使所选光程长落在大于最佳光程长区域;当一组样品分别对应不同最佳光程长时,也应选择较大光程.在10个光程长下,通过6000cm-1～5900cm-1长波段不同浓度葡萄糖水溶液光谱测量实验,对理论结果进行验证,二者吻合较好. 展开更多

关键词 光程长 灵敏度 光程长选择范围 测量误差

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动态光谱检测中血液散射对等效光程长变化的影响 被引量：4

2

作者 王焱 李刚 +2 位作者 林凌 刘玉良 李小霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期91-94,共4页

动态光谱无创动脉血液成分检测方法,从原理上可以去除皮肤等因素带来的个体差异的影响。在使用该方法时,需要考虑血液散射的影响。采用蒙特卡罗模拟仿真方法,对人体指端脉动动脉血液的散射引起的等效光程长变化程度进行了研究,从误差分... 动态光谱无创动脉血液成分检测方法,从原理上可以去除皮肤等因素带来的个体差异的影响。在使用该方法时,需要考虑血液散射的影响。采用蒙特卡罗模拟仿真方法,对人体指端脉动动脉血液的散射引起的等效光程长变化程度进行了研究,从误差分析的角度对通过动态光谱法测量血液成分浓度的下限进行了评估。 展开更多

关键词 动态光谱 蒙特卡罗 散射 等效光程长 无创检测 血液成分

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一种植物叶片生化成分光谱无损检测的光程长校正方法 被引量：3

3

作者 张倩暄 张广军 李庆波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1310-1314,共5页

利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实... 利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实测光谱精确建模,根据实际需要,减去相应干扰因子,得到校正光谱。选择叶绿素含量基本相同,厚度不同的16个叶片样本以及叶绿素含量和厚度均不同的32个样本分别使用改进的EMSC方法校正,对处理前后光谱变异系数和主成分贡献率进行比较和分析,并比较了预处理前后的模型预测精度。结果表明,采用改进的EMSC预处理方法能够有效地校正光散射效应和叶片厚度差异导致的光程长差异引起的光谱误差,增强光谱数据对浓度的灵敏度,可提高预测模型的精度。 展开更多

关键词 扩展多元散射校正 光程长校正 光谱分析 植物叶片

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基于长光程技术的痕量海水营养盐自动分析仪的设计与测试 被引量：9

4

作者 孙兆华 曹文熙 +2 位作者 赵俊 李彩 周雯 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3000-3003,共4页

海水中可溶性的营养盐浓度是海洋监测的常规项目之一;大洋水体中的营养盐含量很低,使用传统的分光光度计难于定量测量。文章基于液芯波导长光程技术,设计了高灵敏度的痕量海水营养盐光谱分析仪。分析仪以1.02 nm的光谱分辨率实现350-900... 海水中可溶性的营养盐浓度是海洋监测的常规项目之一;大洋水体中的营养盐含量很低,使用传统的分光光度计难于定量测量。文章基于液芯波导长光程技术,设计了高灵敏度的痕量海水营养盐光谱分析仪。分析仪以1.02 nm的光谱分辨率实现350-900 nm光谱范围的水样吸光度连续光谱测量,并由嵌入式PC104微机自动实现了水样采集、吸光度测量和数据分析的功能。针对亚硝酸盐的测试实验结果表明,仪器检出限达到nmol·L^-1的量级,比传统分光光度计的检测限提高了三个量级,且显色反应时间可缩短到3 min,能适用于大洋水体中营养盐的现场痕量分析。 展开更多

关键词 自动分析仪 液芯波导 长光程 营养盐

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开放式长光程傅里叶变换红外光谱系统在环境气体分析中的应用 被引量：20

5

作者 徐亮 刘建国 +5 位作者 高闽光 陆亦怀 魏秀丽 张天舒 朱军 陈军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期448-451,共4页

设计了一套用于环境气体分析的长开放光路傅里叶变换红外光谱系统。该系统具有往返250 m的开放式长距离采样光程,使用一台分辨率为1 cm-1的傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的大气透过率光谱,然后进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出... 设计了一套用于环境气体分析的长开放光路傅里叶变换红外光谱系统。该系统具有往返250 m的开放式长距离采样光程,使用一台分辨率为1 cm-1的傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的大气透过率光谱,然后进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出待测组分浓度。实验部分通过选择特定波段分析了污染空气中CH4,CO,N2O和CO2的浓度,拟合残差的均方根误差小于1%。结果表明,该系统的结构简单,光路易于校准,环境适应性良好,测量速度快,采样范围广,可用于探测大气中一些重要的痕量和微量组分,开展较大区域的环境气体的监测和研究。 展开更多

关键词 长光程开放光路 傅里叶变换红外光谱学 痕量气体 定量分析

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基于微机电系统红外光源的长光程气体检测 被引量：6

6

作者 杜彬彬 张鹏 +2 位作者 高文宏 石云波 朱林泉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期977-981,共5页

针对红外气体传感器对光源的要求,选用了一种宽波长、高调制频率、低功耗的小体积微机电系统(micro-electro-mechanic system,MEMS)红外光源作为辐射源,其各项性能均能很好的满足红外传感系统对于光源的要求。由于其面光源的朗伯辐射特... 针对红外气体传感器对光源的要求,选用了一种宽波长、高调制频率、低功耗的小体积微机电系统(micro-electro-mechanic system,MEMS)红外光源作为辐射源,其各项性能均能很好的满足红外传感系统对于光源的要求。由于其面光源的朗伯辐射特性,整形之后的红外光数值孔径仍然很大,采用传统的长光程气室结构很难实现长光程从而提高系统的检测灵敏度。本文结合双波长单光路的差分检测方法,设计了一种基于积分球特性的吸收气室,有效地解决了MEMS红外光源在高灵敏度气体检测应用中难于实现长光程的问题;并运用光在传输过程中光通量守恒的原理,推导了此积分球吸收气室的等效光程,解决了积分球气室等效光程计算的难题;同时采用FPGA主控芯片对MEMS红外光源进行高频调制并处理探测器的输出信号,使得外围电路的设计更加简单、灵活。设计中,使用直径为5 cm的积分球吸收气室便可实现166.7 cm的等效光程,研究结果显示系统可测得的最小甲烷浓度达0.001×10^(-6),极大地提高了红外检测系统的灵敏度。 展开更多

关键词 红外气体传感器 MEMS红外光源 长光程 积分球气室 FPGA主控芯片

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长光程差分吸收光谱法 被引量：6

7

作者 吴桢 虞启琏 +1 位作者 张帆 姚建铨 《环境科学与技术》 CAS CSCD 2003年第1期48-49,共2页

长光程差分吸收光谱法是一种实时、在线监测方法 ,可同时对多种气体进行连续监测。使用这种方法获得的数据经计算机处理后 ,可分析出大气中各种污染物的含量。介绍了这种方法的基本原理、仪器结构及它的应用。

关键词 长光程 差分吸收光谱法 光谱仪

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长光程比色池-流动注射测定水中微量挥发酚 被引量：3

8

作者 叶辉 盛田田 +2 位作者 周侣艳 叶晓英 徐新华 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2013年第4期441-446,共6页

利用长光程比色池-流动注射系统快速测定水样中的微量挥发酚.该方法的检出限为0.232μg.L-1,相对标准偏差小于0.553%,相对误差小于0.185%,样品加标回收率在91.0%～99.8%,且标准曲线具有良好线性(r=0.999 9).与传统国标方法(《水质挥发... 利用长光程比色池-流动注射系统快速测定水样中的微量挥发酚.该方法的检出限为0.232μg.L-1,相对标准偏差小于0.553%,相对误差小于0.185%,样品加标回收率在91.0%～99.8%,且标准曲线具有良好线性(r=0.999 9).与传统国标方法(《水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》,HJ503-2009)相比,样品浓度测定偏差为2.59%～8.25%,在分析速率上,传统的国标方法约为5个.h-1,而该方法分析速率达24个.h-1,能满足大批量样品连续准确测定的要求,特别适合事故性的应急监测. 展开更多

关键词 长光程比色池 流动注射 挥发酚 AA3 超声

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长光程开放光路FTIR监测城市空气中C_2H_4浓度 被引量：9

9

作者 童晶晶 高闽光 +5 位作者 刘志明 张天舒 徐亮 魏秀丽 陈军 刘文清 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期491-494,共4页

傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)具有高分辨,高光通量、多通道等优点,用于监测大气中痕量气体浓度时,能达到ppb量级。利用自行组建的开放光路测量系统对北京燕山石化地区大气中的乙烯进行了连续监测,并对测量光谱进行了浓度反演。实验表明... 傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)具有高分辨,高光通量、多通道等优点,用于监测大气中痕量气体浓度时,能达到ppb量级。利用自行组建的开放光路测量系统对北京燕山石化地区大气中的乙烯进行了连续监测,并对测量光谱进行了浓度反演。实验表明,该测量系统性能稳定,能以非接触的方式对空气中多种气体进行连续在线监测,及时反映测量区域内污染信息,较好地适应工业区气体污染监测的需要。 展开更多

关键词 长光程开放光路 傅里叶变换红外光谱 在线监测 定量分析

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长光程比色池-分光光度法直接测定地表水中挥发酚 被引量：3

10

作者 郭少为 许行翔 +3 位作者 姚亦娇 张乐乐 方佩佩 路淅红 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期254-257,共4页

利用100cm的长光程波导纤维比色池,采用4-氨基安替比林分光光度法直接测定地表水中低含量的挥发酚。水样经预蒸馏后,取馏出液25mL,依次加入pH 10.7的氯化铵-氨水缓冲溶液0.25mL、2g·L^(-1) 4-氨基安替比林溶液0.5mL、80g·L^(... 利用100cm的长光程波导纤维比色池,采用4-氨基安替比林分光光度法直接测定地表水中低含量的挥发酚。水样经预蒸馏后,取馏出液25mL,依次加入pH 10.7的氯化铵-氨水缓冲溶液0.25mL、2g·L^(-1) 4-氨基安替比林溶液0.5mL、80g·L^(-1)铁氰化钾溶液0.5mL,混匀后,移入长光程比色池中,于510nm处测量吸光度。挥发酚的质量浓度在1.00~40.0μg·L^(-1)内与对应的吸光度呈线性关系,检出限(3s)为0.257μg·L^(-1),加标回收率在95.7%~107%之间。 展开更多

关键词 分光光度法 长光程比色池 挥发酚 地表水

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电极体插入式长光程可见-紫外薄层光谱电化学池设计——二茂铁在二氯乙烷及苯甲烷中的行为 被引量：2

11

作者 林祥钦 刘殿骏 汪尔康 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1989年第6期719-72,共1页

长光程光谱电化学池灵敏度高,还可以研究电极表面的吸附与修饰,用处很广,但文献报导的各种设计,多为组合式,构造复杂,电极电位控制不够完善,在非水溶剂中,尤其在低介电常数溶剂中,得不到理想的结果。作者曾报导一电流平行流向短光程薄... 长光程光谱电化学池灵敏度高,还可以研究电极表面的吸附与修饰,用处很广,但文献报导的各种设计,多为组合式,构造复杂,电极电位控制不够完善,在非水溶剂中,尤其在低介电常数溶剂中,得不到理想的结果。作者曾报导一电流平行流向短光程薄层光谱电化学池,在薄层池内外各设电位参比点,得到了近于理想的伏安特性、本文报告一整体式内参比点设置的长光程薄层光谱电化学池,使用插入式聚四氟乙烯薄层电极,以池壁自然面当光透窗, 展开更多

关键词 长光程光谱 电化学池 设计

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采用长光程差分吸收光谱技术(LP-DOAS)的中红外痕量一氧化碳检测仪 被引量：5

12

作者 吕默 王一丁 陈晨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2278-2282,共5页

一氧化碳作为一种危险的开采排放气体,在复杂的井下环境中极易累积,对矿工生命安全造成严重威胁。介绍了一种紧凑型一氧化碳检测仪,该仪器采用激发波长为4.65μm的量子级联激光器作为光源,配合中红外碲镉汞光电探测器与光程长度12m的紧... 一氧化碳作为一种危险的开采排放气体,在复杂的井下环境中极易累积,对矿工生命安全造成严重威胁。介绍了一种紧凑型一氧化碳检测仪,该仪器采用激发波长为4.65μm的量子级联激光器作为光源,配合中红外碲镉汞光电探测器与光程长度12m的紧凑型多次反射气室,实现了对痕量一氧化碳气体的检测。自主设计的新型高速光电信号采集系统解决了应用商业示波器造成的信号链阻抗失配的问题。这一新系统的采样带宽为400MHz,采样频率1GSPS,垂直分辨率达到12bit,有效的提高了检测仪的灵敏度与集成度。该仪器采用长光程差分吸收光谱法,通过比较实测光谱与进行Voigt展宽的理论光谱之间的残差得出此检测仪的检测下限为108×10-9。检测仪的测量误差有非平稳,慢时变的特点。根据这一特点我们采用阿伦方差对气体检测仪检测灵敏度进行了估计,经过约40s方差曲线达到极小值,此时阿伦方差值为61×10-9。在2h的稳定性测试中,检测仪稳定度达到2.1×10-3,在长达12h的稳定性测试中,检测仪的稳定度依然可以达到1.7×10-2。此仪器具有较高的灵活性,通过更换不同激射波长的激光器可以实现对多种气体的痕量检测。 展开更多

关键词 量子级联激光器 痕量气体检测 光电信号采集系统 长光程差分吸收光谱 残差分析 阿伦方差

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基于液芯波导原理的微流控芯片长光程光度检测系统 被引量：4

13

作者 杜文斌 方群 方肇伦 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期610-613,共4页

提出了一种基于液芯波导 ( Liquid core waveguide,LCW)原理的微流控芯片吸收光度检测系统 .通过芯片与外界接口技术实现液芯波导管与芯片的耦合 ,建立了芯片上长光程 (毫米至厘米级 )吸收光度检测池 .采用邻菲啉 -铁 ( )显色体系验... 提出了一种基于液芯波导 ( Liquid core waveguide,LCW)原理的微流控芯片吸收光度检测系统 .通过芯片与外界接口技术实现液芯波导管与芯片的耦合 ,建立了芯片上长光程 (毫米至厘米级 )吸收光度检测池 .采用邻菲啉 -铁 ( )显色体系验证系统分析性能 ,以 5 .5 cm外覆 Teflon AF液芯波导管作为检测池 (检测池体积 2 40 n L)时 ,芯片系统的检测线性范围为 0 .0 3～ 5 0μmol/L,对邻菲啉 -铁 ( )配合物的检出限为8nmol/L,检测池有效光程达 1 .7cm,分析精度 RSD( n=5 )为 0 .8% . 展开更多

关键词 微流控芯片 长光程光度检测系统 液芯波导 微全分析系统 邻菲啰啉-铁配合物

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长光程薄层光谱电化学技术及应用 被引量：1

14

作者 郁章玉 张为超 +1 位作者 翟翠萍 汪汉卿 《实验室研究与探索》 CAS 2003年第6期40-44,共5页

提供电子转移反应实验研究的实验装置及技术,依此可获得电子转移数、式电极电势、式异相电子转移速率常数、电子传递系数及还原态和氧化态的扩散系数等一系列重要的电化学参数。还可依此为基础设计出新颖、实用的教学实验。

关键词 长光程薄层光谱电化学 实验装置 电子转移参数 扩散系数 化学池 肾上腺素 单电势阶跃计时吸光度法

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用于测量亚硝酸的长光程吸收光谱仪的研制 被引量：2

15

作者 陈林 侯思齐 +3 位作者 王炜罡 佟胜睿 裴克梅 葛茂发 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1408-1415,共8页

基于湿化学采样及光学检测的方法,自行搭建了长光程吸收光谱仪(LOPAP)用于检测痕量的亚硝酸.该仪器成本低,响应时间快,灵敏度高,检测限低,可以连续测量并且排除了现有其他仪器存在干扰影响的问题,既能够对大气中的痕量亚硝酸进行测量,... 基于湿化学采样及光学检测的方法,自行搭建了长光程吸收光谱仪(LOPAP)用于检测痕量的亚硝酸.该仪器成本低,响应时间快,灵敏度高,检测限低,可以连续测量并且排除了现有其他仪器存在干扰影响的问题,既能够对大气中的痕量亚硝酸进行测量,又能检测例如烟雾箱和废气中高浓度的亚硝酸.该仪器采用双通道系统,通过将两个通道测量信号相减可以减小测量中未知干扰物的影响.仪器的检测限可以达到9×10-12mol·mol-1,响应时间为5 min,其准确度为±10%.另外对NO、NO2、O3、NO2+O3、NO2+SO2、O3+HONO等气体进行了仪器的干扰分析,发现只有当NO2存在时才有很弱的HONO干扰信号产生,干扰值大约为0.02%.同时在2013年8月29日到9月4日对HONO在中国科学院化学研究所进行了为期六天的外场观测,分析了HONO的日浓度变化,以及这种变化与光照强度、NOx浓度和NO2浓度之间的关系.HONO/NO2的比率表明除了NO2的非均相反应外还存在未知来源. 展开更多

关键词 大气化学 长光程吸收光谱仪 亚硝酸 NO2 干扰 外场观测

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塑料挥发物长光程FTIR测量方法 被引量：1

16

作者 王润雨 董大明 +1 位作者 叶松 矫雷子 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3039-3044,共6页

塑料产品除了在自然环境中可降解为微塑料污染环境之外,还会产生挥发性有机物,同样对环境造成巨大的污染和危害,因此对塑料挥发物的测量就显得尤为重要。目前传统挥发物的测量方法,如环境质谱法和色谱法等,存在测量过程复杂,成本高,无... 塑料产品除了在自然环境中可降解为微塑料污染环境之外,还会产生挥发性有机物,同样对环境造成巨大的污染和危害,因此对塑料挥发物的测量就显得尤为重要。目前传统挥发物的测量方法,如环境质谱法和色谱法等,存在测量过程复杂,成本高,无法实时测量等缺点,因而需要一种快速有效的针对塑料挥发物的测量方法。采用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR Spectrometer)结合怀特池对塑料挥发物进行测量,但是由于抽取式傅里叶变换红外光谱仪本身灵敏度有限,很难实现微量的塑料挥发物的测量,所以针对这一问题,尝试通过长光程气体池提高常规傅里叶变换红外光谱仪的灵敏度从而实现不同种类塑料挥发物的测量。选取了5种塑料产品,分别是低密度聚乙烯(LDPE),高密度聚乙烯(HDPE),聚乙烯(PE),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚丙烯(PP),利用光程长为20 m的怀特池结合傅里叶变换红外光谱仪实现了其中一些挥发物的光谱特征观测,实验观察到所有种类的塑料在2个光谱波数段具有明显的光谱特征,分别为800~850和1050~1150 cm^(-1)。除聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)外,其余4种塑料挥发物在2800~3000 cm^(-1)还存在明显的光谱吸收波段。进一步又研究了不同温度条件下塑料产生的挥发物,通过分析不同温度条件下的塑料产生的挥发物的红外光谱,发现除低密度聚乙烯(LDPE)在两种温度条件下光谱差异较大外,其他种类的塑料挥发物红外光谱差异较小。该研究提出了一种新型的基于长光程FTIR的塑料挥发物的测量方法,证实了其在塑料挥发物测量方面的有效性,这种方法具有测量成本低,可连续观测,实时在线等优点,为实现连续在线的塑料挥发物排放通量监测奠定了基础。 展开更多

关键词 中红外 长光程气体池 塑料挥发物 快速检测

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应用长光程傅里叶变换红外光谱仪监测石化厂区异常泄漏 被引量：5

17

作者 刘乃维 林启灿 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期183-186,204,共5页

利用长光程傅里叶变换红外光谱仪(open path fourier transform infrared,OP-FTIR)对炼油厂、油漆制造厂以及润滑油制造厂污染排放进行历时3至5天24小时连续监测,检测数据辅之气象资料以及生产操作记录和原料计量数据,经综合分析可溯源... 利用长光程傅里叶变换红外光谱仪(open path fourier transform infrared,OP-FTIR)对炼油厂、油漆制造厂以及润滑油制造厂污染排放进行历时3至5天24小时连续监测,检测数据辅之气象资料以及生产操作记录和原料计量数据,经综合分析可溯源生产工艺设备、管线、阀门与连接管件、储罐(槽)以及排放管道的事故性泄漏点,提供给厂方有针对性地进行维修和改造,避免或减少生产过程中的物料流失,消除安全隐患及对大气的污染。 展开更多

关键词 长光程傅里叶变换红外光谱仪 VOC 泄漏

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基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究 被引量：2

18

作者 赵赫 郑安平 +1 位作者 李银华 齐汝宾 《轻工学报》 CAS 2019年第6期89-95,共7页

针对采用高功率激光光源或外加功率放大设备以提高光声光谱探测灵敏度时存在系统成本较高和复杂度较大的缺点,基于普通一阶共振式光声池,引入Herriott型多次反射池技术,设计了一种基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测系统.该系统通... 针对采用高功率激光光源或外加功率放大设备以提高光声光谱探测灵敏度时存在系统成本较高和复杂度较大的缺点,基于普通一阶共振式光声池,引入Herriott型多次反射池技术,设计了一种基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测系统.该系统通过Herriott结构使光束穿过光声池的光程增加,提高待测气体的吸收光强,并利用光声信号在光声池内共振增强的特性,实现在不增加光源功率的情况下有效增加光声转换功率,提高系统探测灵敏度.以NH 3为例进行的验证实验结果表明,在平均时间为100 s时,对NH 3的最低检测限达2.69×10^-7,1σ归一化等效噪声吸收系数为9.87×10^-11 W·cm^-1·Hz^-1/2,该系统结构简单,成本低廉,可以广泛应用于微量气体探测领域. 展开更多

关键词 光声光谱 共振式光声池 长光程 近红外

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长光程共振式二氧化碳气体光声传感器研究

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作者 李振钢 司赶上 +5 位作者 宁志强 刘家祥 方勇华 程真 斯贝贝 杨长平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期43-49,共7页

二氧化碳(CO_(2))是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO_(2)检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO_(2)含量的变化,设计了一种长光程共振式C... 二氧化碳(CO_(2))是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO_(2)检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO_(2)含量的变化,设计了一种长光程共振式CO_(2)气体光声传感器,并以此搭建了光声检测装置。以中心波长为2004 nm的分布式反馈激光器(DFB)作为激发光源,激光射入由漫反射材料制成的球型吸收腔,在腔内多次反射以增加气体的吸收路径。吸收腔外部被两个高热传导率的铝制半球包裹,降低由池体吸收光能后产生的热噪声。吸收腔上耦合一根声学管,当其工作在一阶纵向共振模态时,光声信号被放大,在管子末端达到极大值。为了进一步增大光声信号,通过饱和加湿样品的方式来加快CO_(2)气体的弛豫速率,加湿后的样品产生的光声信号是干燥样品的2.1倍左右。使用一系列浓度的湿润CO_(2)样品标定光声检测装置,结果表明,光声信号与浓度之间呈现良好的线性关系。在此基础上,通过对标准气体的检测实验,验证了装置的准确性与稳定性。利用Allan方差评估装置在长时间工作下的检测灵敏度,当平均时间为865 s时,检测灵敏度为0.35×10^(-6)。与传统T型光声池相比,光程增加了约20倍,光声信号提升了约6倍。使用装置对室外环境中的CO_(2)进行了共10 h的检测,得到室外CO_(2)的平均浓度约为381×10^(-6)。综上所述,由于长光程、声共振以及加湿样品的有机结合,有效地增大了CO_(2)的光声信号,为气体光声传感器以及检测装置的设计提供了相关参考。 展开更多

关键词 光声光谱 长光程 声共振 弛豫速率

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基于FTIR开放式多次反射式怀特池系统

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作者 陈威 徐亮 +2 位作者 徐寒扬 徐睆垚 花谷彪 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期641-651,共11页

设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2... 设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、HCHO、NH_(3)的气体浓度检测下限分别达到了38.01804 nmol/mol、23.77203 nmol/mol、2.78154 nmol/mol、28.08897 nmol/mol、6.10395 nmol/mol、1.54374 nmol/mol,证实该设计显著提高了有效吸收光程并降低了光谱仪的检测下限,可实现 nmol/mol 浓度量级的大气成分在线监测。该系统的搭建为环境科学研究和污染气体排放监测提供了一种新的手段。 展开更多

关键词 光谱学 傅里叶变换红外光谱仪 怀特池 检测下限 光程长

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