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可调谐二极管激光吸收光谱法监测大气痕量气体中的浓度标定方法研究 被引量：27
1
作者 阚瑞峰 刘文清 +4 位作者 张玉钧 刘建国 王敏 高山虎 陈军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期392-395,共4页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析。在空气痕量气体检测中,一般需要和长光程吸收池相结合使用。可调谐二极管激光... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析。在空气痕量气体检测中,一般需要和长光程吸收池相结合使用。可调谐二极管激光吸收光谱法就是在可调谐二极管激光器与长光程吸收池技术相结合的基础上发展起来的一种新的痕量气体检测方法。这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快。已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及地面的痕量气体和气体泄漏的检测。在大部分痕量气体检测仪器中需要精确地对检测气体进行在线的浓度标定,文章介绍了一个简单而精确的浓度标定方法,从理论上进行了分析,然后通过实验证明了这种方法的可行性。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 多次反射池 参考池 等效浓度
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激光吸收光谱痕量乙炔检测方法研究
2
作者 李橙橙 曹旺 +1 位作者 万元 温和 《中国测试》 北大核心 2025年第3期75-80,86,共7页
针对现有的正交型锁相放大器在可调谐激光二极管吸收光谱吸收信号中存在检测下限差、稳定性差等问题,该文提出基于插值离散傅里叶变换的相位测量与数字锁相放大器的光谱吸收信号检测方法,可实现低浓度气体的高精度检测。为验证该方法的... 针对现有的正交型锁相放大器在可调谐激光二极管吸收光谱吸收信号中存在检测下限差、稳定性差等问题,该文提出基于插值离散傅里叶变换的相位测量与数字锁相放大器的光谱吸收信号检测方法,可实现低浓度气体的高精度检测。为验证该方法的有效性,该文选择1532.8 nm作为检测中心波长,设计适用于变压器绝缘油中溶解乙炔气体检测的可调谐激光二极管吸收光谱系统。结果表明,当测量2μL/L乙炔气体时,该方法比传统正交型锁相放大器测量准确性提高26.76%。该测量结果也比传统方法更稳定,且计算量更小。此外,该文设计系统实现变压器绝缘油中溶解乙炔检测时,0.22μL/L以上乙炔浓度的测量误差小于30%,0.12μL/L乙炔浓度的测量偏差小于±0.5μL/L,满足电力变压器油中溶解乙炔的检测需求。 展开更多
关键词 可调谐激光二极管吸收光谱 谐波检测 数字锁相放大器 插值离散傅里叶变换
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基于可调谐二极管激光吸收光谱技术在线监测机动车尾气排放CO和CO2的方法 被引量：6
3
作者 涂兴华 刘文清 +5 位作者 董凤忠 张玉钧 王铁栋 齐锋 刘建国 谢品华 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期980-984,共5页
基于可调谐二极管激光吸收光谱学（TDLAS）技术的原理,在分析了在线监测机动车尾气排放的污染气体浓度的特殊性的基础上,研究了烟羽的影响以及在线监测中浓度反演的方法,研制了TDLAS实验系统,用该系统对北京市学院路监测点和大羊坊高速... 基于可调谐二极管激光吸收光谱学（TDLAS）技术的原理,在分析了在线监测机动车尾气排放的污染气体浓度的特殊性的基础上,研究了烟羽的影响以及在线监测中浓度反演的方法,研制了TDLAS实验系统,用该系统对北京市学院路监测点和大羊坊高速公路收费站监测点进行了机动车尾气CO和CO2的实时在线监测,并对监测数据进行了统计和分析.实验表明,TDLAS技术具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等特点,适合于机动车尾气排放CO和CO2的在线监测. 展开更多
关键词 机动车尾气 可调谐二极管激光吸收光谱学 燃烧方程 在线监测 CO CO2
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CO和CO_2的1·58μm波段可调谐二极管激光吸收光谱的二次谐波检测研究 被引量：28
4
作者 涂兴华 刘文清 +5 位作者 张玉钧 董凤忠 王敏 王铁栋 王晓梅 刘建国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1190-1194,共5页
红外可调谐二极管激光吸收光谱技术作为新的痕量气体监测分析方法,在大气化学研究和污染气体监测中得到了应用。文章介绍利用可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)技术对常压下的CO和CO2的近红外波段光谱静态测量研究和洛伦兹线型下的CO2... 红外可调谐二极管激光吸收光谱技术作为新的痕量气体监测分析方法,在大气化学研究和污染气体监测中得到了应用。文章介绍利用可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)技术对常压下的CO和CO2的近红外波段光谱静态测量研究和洛伦兹线型下的CO2二次谐波光谱与调制度的关系。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱学 CO CO2 二次谐波检测 调制度
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可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波信号的模拟与分析 被引量：25
5
作者 李晗 刘建国 +6 位作者 何亚柏 何俊峰 姚路 许振宇 陈玖英 袁松 阚瑞峰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期881-885,共5页
可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)作为近年来发展起来的一种气体检测技术,具有高分辨率、高灵敏度和快速测量等特点。波长调制光谱信号的二次谐波分量常作为检测信号,用于气体浓度信息的反演。利用MATLAB中的可视化建模仿真平台Simu... 可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)作为近年来发展起来的一种气体检测技术,具有高分辨率、高灵敏度和快速测量等特点。波长调制光谱信号的二次谐波分量常作为检测信号,用于气体浓度信息的反演。利用MATLAB中的可视化建模仿真平台Simulink,模拟了基于TDLAS的波长调制光谱信号,利用锁相放大原理提取二次谐波分量。采用数字锁相,正交双通道结构实现锁相算法。通过比较不同调制系数下二次谐波信号的变化情况,分析了二次谐波信号与调制系数的关系,以便确定最佳参数,用于二次谐波的提取。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 二次谐波 SIMULINK 锁相
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基于可调谐二极管激光吸收光谱学对二次谐波检测噪声分析研究 被引量：16
6
作者 涂兴华 刘文清 +5 位作者 王铁栋 王晓梅 王敏 张玉钧 刘建国 董凤忠 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期522-526,共5页
在可调谐红外激光器的基础上发展的新的痕量气体监测分析方法,已在大气化学研究和污染气体监测领域中得到了应用．在无法通过增加光程长度来提高系统检测灵敏度的环境中,降低噪声、提高信噪比,是提高TDLAS二次谐波检测技术系统检测灵敏... 在可调谐红外激光器的基础上发展的新的痕量气体监测分析方法,已在大气化学研究和污染气体监测领域中得到了应用．在无法通过增加光程长度来提高系统检测灵敏度的环境中,降低噪声、提高信噪比,是提高TDLAS二次谐波检测技术系统检测灵敏度的途径之一．介绍了TDLAS的噪声来源并对短吸收光程下的CO和CO2的近红外波段二次谐波进行了测量研究和噪声分析．获得CO和CO2的最小检测灵敏度分别为0．73％和0．98％。这一结果能够满足某些对于测量要求不是很高的情况下的环境监测的需要。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱学 二次谐波检测 噪声 背景噪声
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可调谐激光二极管吸收光谱系统信号分析及谱线畸变校正技术研究 被引量：11
7
作者 鲍伟义 朱永 +2 位作者 陈俊 陈俊清 梁波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1015-1019,共5页
利用可调谐激光二极管吸收光谱技术进行气体检测时,波长调制伴随的光强幅度调制,会使解调出的谐波谱线发生畸变。在傅里叶分析的基础上对可调谐激光二极管吸收光谱任意调制幅度的波长调制光谱信号进行了分析,给出了光强幅度调制引起吸... 利用可调谐激光二极管吸收光谱技术进行气体检测时,波长调制伴随的光强幅度调制,会使解调出的谐波谱线发生畸变。在傅里叶分析的基础上对可调谐激光二极管吸收光谱任意调制幅度的波长调制光谱信号进行了分析,给出了光强幅度调制引起吸收谱线畸变的理论解释。提出了在波长调制过程中进行同步平抑幅度调制的方法来消除谱线畸变,设计了实验方案并进行了二氧化碳气体实验验证。实验表明,平抑后的残余光强调制幅度约比补偿前降低了3个数量级,气体吸收谱线二次谐波畸变量比补偿前降低了92%。该方法在有效校正光谱线畸变的同时,降低了对系统中光电探测器、滤波器、数模转换器等环节的动态范围要求,具有在工业现场痕量气体在线监测系统中推广应用的潜力。 展开更多
关键词 可调谐激光二极管吸收光谱 波长调制 信号分析 谐波 谱线畸变校正
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可调谐二极管激光吸收光谱技术参数选择及优化 被引量：8
8
作者 高楠 杜振辉 +3 位作者 唐邈 杨杰文 杨春梅 汪曣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3174-3178,共5页
可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)系统性能受调制参数,如调制度、调制频率、扫描幅度及扫描频率影响,实际测量中各参数不存在明确的选择依据。针对此问题,文章在一定的理论基础上通过实验分别观察各调制参数对二次谐波信号的影响,... 可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)系统性能受调制参数,如调制度、调制频率、扫描幅度及扫描频率影响,实际测量中各参数不存在明确的选择依据。针对此问题,文章在一定的理论基础上通过实验分别观察各调制参数对二次谐波信号的影响,通过分析检测信号的特征,如幅值、信噪比、对称性及峰宽得出其变化规律,总结出在不同系统功能和需求下系统各调制参数的优化依据及方法。系统在计算浓度和温度时应优先考虑幅值和信噪比,从而使调制度达到最佳值,调制频率和扫描频率取较小值;在线形推导压强时优先考虑信号的对称性和峰宽,根据计算的具体要求确定调制参数;扫描幅度的确定以得到完整谐波信号为准;再根据系统的速度和精度需求调整扫描频率。该研究为此类系统工作状态的确定提供了实验依据。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 调制参数 二次谐波信号 参数选择
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基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气测量方法的研究 被引量：12
9
作者 张帅 董凤忠 +5 位作者 张志荣 王煜 阚瑞峰 张玉钧 刘建国 刘文清 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2593-2596,共4页
O2是工业过程中广泛应用的重要气体，在工业生产环境下实现O2浓度的快速在线检测对提高燃烧效率和节能减排具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收光谱谐波探测技术是一种具有高灵敏、高选择性、快速响应等特点的气体检测新技术，该技术... O2是工业过程中广泛应用的重要气体，在工业生产环境下实现O2浓度的快速在线检测对提高燃烧效率和节能减排具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收光谱谐波探测技术是一种具有高灵敏、高选择性、快速响应等特点的气体检测新技术，该技术利用了半导体激光器的可调谐和窄线宽特性，通过精心选择待测气体的某条吸收线可排除其他气体的干扰，实现待测气体浓度的高灵敏快速在线检测。文章以可调谐分布反馈（Distributed feedback，DFB）半导体激光器作为光源，通过波长调制方法对760nm附近氧气某一吸收线的二次谐波信号测量，从而实现了对氧气浓度的快速在线检测。系统指标达到：检测范围0．01％～20％；检测精度0．1％；长期稳定性1％。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 工业过程控制 O2浓度在线监测
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奇异值分解用于可调谐二极管激光吸收光谱技术去除系统噪声 被引量：7
10
作者 王喆 汪曣 +3 位作者 张锐 赵学玒 刘乔俊 李丛蓉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3369-3376,共8页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术用于气体浓度检测时,会受到谐波检测中基线漂移及噪声的影响,因此如何去除系统噪声一直是研究的热点。分析了连续截断信号和构造hankel矩阵两种不同方法下,奇异值分解(SVD)对TDLAS系统检测的理论意... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术用于气体浓度检测时,会受到谐波检测中基线漂移及噪声的影响,因此如何去除系统噪声一直是研究的热点。分析了连续截断信号和构造hankel矩阵两种不同方法下,奇异值分解(SVD)对TDLAS系统检测的理论意义。将二次谐波信号分别用该方法进行矩阵化排列和奇异值分解,选取适当阈值将部分奇异值置零并重构矩阵,得到了这两种方法对基线纠漂和去噪的不同效果。实验证明,奇异值分解方法不需加入额外系统部件、不需通零气扣除背景,就能够快速有效地去除TDLAS系统噪声,而构造hankel矩阵的方法适用于去除高频噪声,连续截断信号的方法适用于进行基线纠漂。将该方法应用于实际TDLAS系统氨气检测时的二次谐波,系统噪声去除率达80%。 展开更多
关键词 奇异值分解 可调谐二极管激光吸收光谱 基线纠漂 去噪
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可调谐激光吸收光谱一次谐波法测量CO_2温度 被引量：4
11
作者 张可可 齐勇 +1 位作者 付晓 苗斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第12期88-90,共3页
研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的温度测量方法。选取6241．402828cm、6242．672190cm。处的2条二氧化碳谱线进行分析，应用一次谐波幅值信号完成CO2气体温度的测量。实验结果表明：在200～1000K范围内，温度测量的准确性在... 研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的温度测量方法。选取6241．402828cm、6242．672190cm。处的2条二氧化碳谱线进行分析，应用一次谐波幅值信号完成CO2气体温度的测量。实验结果表明：在200～1000K范围内，温度测量的准确性在±3．2％以内。该温度测量方法仅需检测一次谐波信号，系统结构简单，并可消除光强波动对温度测量产生的影响。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 温度测量 波长调制 一次谐波
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基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的烟气氨逃逸检测研究及应用(特邀) 被引量：7
12
作者 姚顺春 郭松杰 +2 位作者 杨言 黎珈彤 卢志民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期3-16,共14页
烟气氨逃逸是许多大型能源转化设备脱硝系统都存在的问题,大量的氨逃逸不仅威胁机组运行,增加系统维护成本,而且还会形成二次污染,危害大气环境和人体健康,因此,必须对氨逃逸进行实时监测和有效控制。可调谐二极管激光吸收光谱技术是一... 烟气氨逃逸是许多大型能源转化设备脱硝系统都存在的问题,大量的氨逃逸不仅威胁机组运行,增加系统维护成本,而且还会形成二次污染,危害大气环境和人体健康,因此,必须对氨逃逸进行实时监测和有效控制。可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种先进的痕量气体检测技术,具有灵敏度高、选择性强、可实时在线测量等优点,广泛应用于各种污染气体检测领域,并且已经成为当前烟气氨逃逸在线检测的主流技术。本文介绍了可调谐二极管激光吸收光谱技术的基本原理,总结了氨逃逸的常用检测方式,综述了可调谐二极管激光吸收光谱技术在烟气氨逃逸检测方面的研究和应用进展,并对未来的发展应用进行了展望。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 氨逃逸 浓度 检测限 灵敏度
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吸收光谱线二次谐波的频率分解和SG滤波复合降噪
13
作者 涂兴华 栾小晨 王战 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1209-1216,共8页
针对微弱气体吸收光谱线的二次谐波信号检测过程中存在的噪声干扰问题,提出利用频率分解(FD)和Savitzky-Golay滤波(SG滤波)相结合方法(简记为FD-SG滤波)对含噪信号进行降噪。频率分解是一种用于分解复杂信号的数学方法,其优点是能够自... 针对微弱气体吸收光谱线的二次谐波信号检测过程中存在的噪声干扰问题,提出利用频率分解(FD)和Savitzky-Golay滤波(SG滤波)相结合方法(简记为FD-SG滤波)对含噪信号进行降噪。频率分解是一种用于分解复杂信号的数学方法,其优点是能够自主选择分解个数或者采用非递归方式求解。SG滤波能够对成组的数据进行处理,在维持信号变化趋势和宽度的同时提高数据的精准度。首先对含噪信号进行频率分解,再进行SG滤波二次降噪处理,最后将滤波后的有效层分量进行重构,得到降噪后的二次谐波信号。讨论分析了频率分解后各层分量的分布情况,验证有效信号主要分布在第一层分量内,并且仍会含有残余噪声;通过构建调节因子P选取最优的SG滤波框长,使得有效层残留噪声得到有效去除。针对空气中的CO_(2),采用1578.222 nm的吸收光谱线进行实验,结果显示二次谐波信号中存在大量噪声,尤其在扫描周期交界处出现大尖峰噪声。通过拟合曲线扣除处理和频率分解,发现大尖峰噪声未明显减弱。随后结合SG滤波处理并比较了二次谐波与大尖峰峰值的关系,结果表明SG滤波能够有效减弱大尖峰噪声,选择合适滤波框长即可得到较为理想的降噪效果。在对人体呼出CO_(2)的二次谐波信号进行检测时,发现吹气引起的湍流导致信号幅值增大并抖动,通过FD-SG滤波处理成功抑制了噪声,恢复出较为平滑的二次谐波信号。验证了该算法对实际微弱气体检测的二次谐波信号降噪的性能,在实现噪声抑制及大尖峰结构噪声的减弱方面表现出较突出的优势。这对微弱气体检测方面提高信号质量和系统精度有积极意义。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 二次谐波 波形恢复 调节因子
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激光烧蚀-双光束二极管激光原子吸收光谱法测定固体样品中的铀同位素比 被引量：1
14
作者 刘洪涛 张展霞 +1 位作者 Quentmeier A Niemax K 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1244-1247,共4页
以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀 双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ... 以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀 双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ,选择了聚焦点位置低于样品表面 0 4cm作为分析条件。测量2 3 5U/ 2 3 8U同位素比的精密度和准确度分别为 5 %和 2 % ,2 3 5U检测限为 18μg·g-1。结果表明 ,双光束检测法能消除激光烧蚀脉冲间信号波动对测量重现性的影响 。 展开更多
关键词 激光烧蚀 双光束二极管激光 原子吸收光谱法 固体 铀 同位素比
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基于层次化离散与残差网络的可调谐二极管激光吸收光谱层析成像 被引量：3
15
作者 司菁菁 付庚宸 +1 位作者 程银波 刘畅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2539-2546,共8页
快速、准确、适用性强的重建算法是可调谐二极管激光吸收光谱层析成像(TDLAT)的核心研究内容之一。现有算法一般取位于燃烧场中心的某局部区域作为感兴趣区域(RoI),利用整个燃烧场对激光束的光谱吸收值重建RoI这一局部区域内的气体参数... 快速、准确、适用性强的重建算法是可调谐二极管激光吸收光谱层析成像(TDLAT)的核心研究内容之一。现有算法一般取位于燃烧场中心的某局部区域作为感兴趣区域(RoI),利用整个燃烧场对激光束的光谱吸收值重建RoI这一局部区域内的气体参数分布。重建结果与实际情况存在一定偏差。针对这一问题,该文研究燃烧场的空间层次化离散方法,进而为TDLAT系统设计一种基于残差网络(ResNet)的层次化温度层析成像方案(HTT-ResNet)。该方案能够根据有限数量的光谱吸收测量值完整重建整个燃烧场的温度图像,并对计算资源与燃烧场不同空间区域的成像分辨率进行优化配置,着重实现RoI内温度分布的高空间分辨率成像。利用随机多模态高斯火焰模型与实际TDLAT系统测量数据进行的实验均表明,HTT-ResNet重建的温度图像能够准确定位火焰的空间位置、清晰描述燃烧场的温度分布。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱层析成像 深度学习 残差网络 层次化离散
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基于可调谐二极管激光吸收光谱分析技术的燃烧烟气组分浓度和温度的测量分析
16
作者 徐星星 余岳峰 吴昊 《锅炉技术》 北大核心 2010年第3期39-44,共6页
针对目前燃烧测量中的不足,结合国内外燃烧检测技术的发展趋势,提出采用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量燃烧组分和温度的方法并概述了该技术的特点。首先分别详细推导了该测量技术的浓度和温度测量的原理,并分别介绍直接吸收测量方... 针对目前燃烧测量中的不足,结合国内外燃烧检测技术的发展趋势,提出采用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量燃烧组分和温度的方法并概述了该技术的特点。首先分别详细推导了该测量技术的浓度和温度测量的原理,并分别介绍直接吸收测量方法和二次谐波测量方法的特性以及两者之间的差异。在实验室中,运用二次谐波测量方法标定了从600℃～1000℃的标定曲线。通过应用实例的介绍和该项测量技术的特点分析,指出该测量技术将在燃烧的烟气组分浓度和烟气温度的测量中得到广泛的应用。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 浓度 温度 燃烧 测量
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基于可调谐激光二极管吸收光谱的乙炔在线检测系统 被引量：10
17
作者 何启欣 刘慧芳 +4 位作者 李彬 潘教青 王利军 郑传涛 王一丁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3501-3505,共5页
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,研制了一种近红外乙炔气体检测系统。通过分析近红外波段乙炔分子的吸收谱线特性,选择了1.534μm附近乙炔分子的吸收峰作为吸收谱线。该系统主要由分布反馈激光器、激光器驱动器、单光程对射式气室、... 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,研制了一种近红外乙炔气体检测系统。通过分析近红外波段乙炔分子的吸收谱线特性,选择了1.534μm附近乙炔分子的吸收峰作为吸收谱线。该系统主要由分布反馈激光器、激光器驱动器、单光程对射式气室、光电探测模块及数字式锁相放大器构成。为了测试该检测系统的性能,配备了乙炔气体样品并开展了气体检测实验。实验结果显示,该系统的最小检测下限为0.02%;在体积分数为0.02%~1%范围内,二次谐波幅值与乙炔气体浓度呈现出良好的线性关系。通过长达20h的稳定性实验测试了检测系统稳定性。鉴于近红外波段石英光纤传输损耗很小,可以将气室及光路部分与电路部分分离,从而可以进行远程气体检测,这是基于量子级联激光器、热光源的乙炔检测系统难以实现的。该系统采用了自主研制的分布反馈激光器驱动器和锁相放大器,结构简单,性价比高,便与集成,在工业现场乙炔浓度检测方面有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 红外吸收光谱 可调谐激光二极管光谱吸收 乙炔检测
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可调谐二极管激光吸收光谱技术测量低温流场水汽露点温度 被引量：20
18
作者 聂伟 许振宇 +5 位作者 阚瑞峰 阮俊 姚路 王斌 张步强 何亚柏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1862-1869,共8页
露点温度是表征气体状态的一个重要参数,针对低温环境的低露点温度精确、快速、连续、原位测量的迫切需要,提出了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术对水汽露点温度测量的方案。首先与安徽省气象局的冷镜式露点仪一起对比测量标准温... 露点温度是表征气体状态的一个重要参数,针对低温环境的低露点温度精确、快速、连续、原位测量的迫切需要,提出了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术对水汽露点温度测量的方案。首先与安徽省气象局的冷镜式露点仪一起对比测量标准温湿度箱内的露点温度,验证波长为1 381nm的TDLAS系统露点温度测量的可行性及精度,然后结合一套开放式的测量装置,进行低温度环境(最低温度100K)水汽露点温度原位测量。得到了实时的露点温度值,其中TDLAS露点测量结果与冷镜式露点仪测量结果一致性较好(相差小于1K),TDLAS测量的时间分辨率为0.83s,远远快于冷镜式露点仪的时间响应速度。对于更低气体温度的露点测量,获得了与气体温度变化趋势相同的露点温度,同时得到了随着环境温度降低,水汽逐渐趋向饱和的结论。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱技术 露点温度 饱和蒸汽压 水汽
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可调谐半导体激光吸收光谱技术光信号相关法氨气浓度流速同时测量 被引量：9
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作者 张春晓 王飞 +3 位作者 李宁 严建华 池涌 岑可法 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2597-2601,共5页
利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合光信号相关技术可以实现气体浓度和流速的同时在线测量。文章首先介绍了气体浓度与流速测量的基本原理,然后对在近红外通讯波段附近的NH3吸收谱线进行分析,并从中选取适合测量的目标谱线,并进行了... 利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合光信号相关技术可以实现气体浓度和流速的同时在线测量。文章首先介绍了气体浓度与流速测量的基本原理,然后对在近红外通讯波段附近的NH3吸收谱线进行分析,并从中选取适合测量的目标谱线,并进行了相应的计算分析。在常温常压下内径为0.016m长度为1m的管道内,利用流量计配制出不同浓度以及不同流速的NH3和N2混合气体进行相关的试验。利用线宽为15MHz,可连续调谐范围为1cm-1的激光二极管对位于6548.7cm-1处的NH3吸收谱线进行快速扫描,采用直接吸收计算的方法测量得到实时气体吸收信号并计算出气体浓度。同时利用非介入式的光信号相关法,通过布置在管道上下游两个探测器探测到的NH3浓度信号间的相关性,计算得到NH3气体从上游到下游的渡越时间,进而计算出气体流速。计算得到的NH3气体浓度值和流速值与流量计标定值之间相比,其相对误差分别在7%和10%之内。测量系统响应迅速,抗干扰能力强,测量结果重复性好,适用于恶劣的现场测量环境,具有很广的工业应用前景。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 光学信号互相关法 氨气浓度测量 氨气流速测量
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基于谱线频率特征的调谐二极管激光吸收光谱参数分析 被引量：3
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作者 尚侯飞 杜振辉 +4 位作者 高楠 李金义 肖艳军 孟召宗 张宗华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3359-3364,共6页
调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术因其高分辨率、高灵敏度和快速测量等优点在工业生产、环境污染监测等方面受到广泛应用。波长调制光谱(wavelength modulation spectrum,WMS)的二次谐波信号经常用作气体浓度反演的检测信号。TDLAS检... 调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术因其高分辨率、高灵敏度和快速测量等优点在工业生产、环境污染监测等方面受到广泛应用。波长调制光谱(wavelength modulation spectrum,WMS)的二次谐波信号经常用作气体浓度反演的检测信号。TDLAS检测性能与系统参数,如锁相放大器的时间常数、扫描幅度、扫描频率、调制幅度、调制频率等的选取紧密相关,实际测量中各参数的选择多以谱线形态特征为依据,参数之间的关联性未能得到较好体现。由于信号的采样与处理均在频域对谱线产生作用,各参数之间的作用相互关联。然而很少有研究参数对谱线频域的影响,针对此问题,在一定的理论基础上通过实验分别观察各调制参数对二次谐波信号的影响。通过保持其他参数不变,只改变一个参数的方法,得出各个参数对信号线型、频率特征及噪声引入的影响规律,继而分析并验证了多参数联合变化对谱线频带的决定作用。与基于时域特征的传统方法相比,基于谱线频率特征分析一方面具有与谱线信号采集检测处理机理相近的优点,另一方面可以直观得到各参数对主频带的影响和不同频率信号的衰减趋势。总结出基于频率特征的各参数的基本选取方法,以谱线频带和截止频率相互关系为判定标准,截止频率的大小由锁相放大器时间常数决定。通过设置合适的时间常数和扫描参数使信号频带与截止频率相近但不相交,使谱线频带内频率分量不产生衰减,频带外噪声得到最大抑制;再根据锁相放大器的性能和信号信噪比来确定调制参数,使谱线主频幅度最大;最后根据系统需求确定采样率。单周期采样点不变时,低扫描频率时检测精度相对提高但耗时较长;反之,扫描频率提高,速度变快但检测精度下降。通过联合影响规律调整关联参数,减小硬件限制对参数最优值选取造成的影响。可在考虑系统检测需求与硬件条件限制的前提下,通过参数选择得到最优二次谐波信号,为此技术的实际应用提供了参数优化的实验依据与参考方法。 展开更多
关键词 调制参数 频域分析 调谐二极管激光吸收光谱 参数选择
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