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基于TDLAS多线吸收的超燃冲压发动机直连台架燃烧场二维分布测量
1
作者 夏晖晖 张顺平 +5 位作者 杨顺华 阚瑞峰 许振宇 阮俊 姚路 黄安 《实验流体力学》 北大核心 2025年第1期80-86,共7页
本文针对超燃冲压发动机燃烧室扩张段非均匀流场温度和水汽浓度二维分布的高分辨率测量需求,发展了先进的可调谐激光吸收光谱(TDLAS)燃烧场分布重建技术,该技术通过增加激光测量光路上扫描获得的水汽吸收谱线数目,实现场分布重建问题求... 本文针对超燃冲压发动机燃烧室扩张段非均匀流场温度和水汽浓度二维分布的高分辨率测量需求,发展了先进的可调谐激光吸收光谱(TDLAS)燃烧场分布重建技术,该技术通过增加激光测量光路上扫描获得的水汽吸收谱线数目,实现场分布重建问题求解方程数量的增加;通过联立所有交叉光路下吸收光谱获得的吸光度方程,构建以温度和浓度为未知数的最优化目标函数;并采用全局寻优模拟退火算法对目标函数进行求解,实现温度场和水汽分压场的重建。发动机直连台架试验中,采用正交光路布局,设计共16条测量光路(水平5条、垂直11条)的方形光机结构,集成TDLAS测量系统。对5只DFB激光器采用分时直接吸收探测方式,测量频率4 kHz,每条测量光路下可扫描获得5条水汽吸收谱线(7467.77、7444.36、7185.60、7179.75和6807.83 cm),系统在高温炉上开展了多温度台阶标定测试,温度测量偏差在2.7%以内。外场试验中,对16条光路下同步采集到的吸收光谱数据进行离线处理,获得了发动机燃油点火、燃烧、熄火各个状态下的温度场和水汽分压场分布数据。试验结果表明:TDLAS多线吸收测量技术能够实现场分布准确稳定测量,满足发动机复杂燃烧流场诊断和恶劣工况工程应用需求。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 燃烧诊断 场分布二维测量 可调谐激光吸收光谱 全局寻优重建算法
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用于TDLAS二氧化碳气体检测的神经网络滤波方法
2
作者 赵玉莹 王乐 +4 位作者 黄天鹤 宋煜枭 毕文昊 李文轩 姜琛昱 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第6期1514-1520,共7页
二氧化碳(CO_(2))气体检测在环境监测、农业生产及微生物检测等多个领域均具有重要的研究意义。基于波长调制的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS/WMS)以其高灵敏度、低成本、无创和实时监测等显著优点,已经成为精密气体检测的重要手... 二氧化碳(CO_(2))气体检测在环境监测、农业生产及微生物检测等多个领域均具有重要的研究意义。基于波长调制的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS/WMS)以其高灵敏度、低成本、无创和实时监测等显著优点,已经成为精密气体检测的重要手段。然而,在实际测量过程中检测系统易受到各种环境噪声的干扰,导致气体检测精度和稳定性受到很大的影响。常用的传统时-频域滤波方法无法有效地滤除掉和吸收信号耦合在一起的低频信号噪声,从而干扰后续气体浓度检测。深度学习算法以其强大的特征映射能力,可以将信号投射到一个新的特征空间中去,学习光谱信号背景结构的分布,从而摆脱时-频域滤波算法的限制。因此,提出一种基于TDLAS气体检测的神经网络滤波算法(TGDF),以减少气体检测系统中全频段噪声的影响,提高气体检测精度。TGDF以全连接神经网络为基础架构,添加采样块结构,在特征域上去除噪声,此外,引入奇异值分解进一步调整谐波信号,增强信噪比。在实验条件下模拟大量不同浓度的CO_(2)吸收光谱进行训练、测试和调整模型,并在实验数据集上测试模型性能。在仿真实验中,TGDF滤波光谱平均信噪比从7.34 dB增加到22.41 dB,增加了3.05倍,并在频率域保持最低的噪音残差。在真实实验中,二次谐波最大振幅与预设CO_(2)气体浓度之间存在良好的线性关系(R^(2)=0.998),五组CO_(2)检测的平均绝对误差(MAE)分别为0.27%,0.20%,0.23%,0.28%,0.32%。与EMD、SG、小波变换和MLP神经网络等常用滤波算法相比,TGDF在两个数据集中都表现出最佳的滤波性能。结果充分证明了TGDF可以有效地降低气体检测谐波信号中的各频段系统噪声,提高了TDLAS检测CO_(2)浓度的准确率和稳定性,为CO_(2)和其他微量气体进行高灵敏度测量提供一种可行性技术手段。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 二氧化碳气体检测 滤波算法 神经网络滤波算法
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可调光程柱面多通池TDLAS系统
3
作者 李桃花 牛明生 +5 位作者 史永鹏 李辉 刘慧园 杨乐 袁昊天 方宏福 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期194-208,共15页
为了提高TDLAS检测系统的检测性能和集成度,设计了一种基于便携式可调光程的柱面镜多通池的TDLAS系统,实现了从14 m,10.6 m,9.2 m,7.1 m和5.8 m仿真光程的转换。为了降低TDLAS系统测量气体过程中产生的噪声对检测精度和灵敏度的影响,提... 为了提高TDLAS检测系统的检测性能和集成度,设计了一种基于便携式可调光程的柱面镜多通池的TDLAS系统,实现了从14 m,10.6 m,9.2 m,7.1 m和5.8 m仿真光程的转换。为了降低TDLAS系统测量气体过程中产生的噪声对检测精度和灵敏度的影响,提出了基于北方苍鹰优化(NGO)算法的变分模态分解(VMD)小波去噪算法。仿真结果表明,与其他算法相比,NGO-VMD小波去噪算法能够更有效地降低噪声,且不会引起信号的失真。利用直接吸收检测技术,使用中心波长为1.653μm的DFB激光器对CH4进行测试以评估系统的性能,结果表明,采用NGO-VMD小波去噪算法使检测信号的信噪比由66提高到109,系统的检测下限由12.1 ppm改善为7.28 ppm。Allan方差分析可知,在积分时间为263 s时,系统检测甲烷的最佳检测灵敏度从641 ppb提升为526 ppb,系统的检测下限和灵敏度都得到有效的提高,为优化TDLAS痕量气体检测系统提供了参考。 展开更多
关键词 tdlas 直接吸收 可调光程 北方苍鹰优化算法 变分模态分解
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高温高压下基于TDLAS的乙炔浓度和温度同时探测
4
作者 刘庆辉 黄文健 +4 位作者 高光珍 张铭珂 王宣 杨玉冰 蔡廷栋 《量子电子学报》 北大核心 2025年第1期37-47,共11页
碳氢燃料燃烧过程中会产生大量的碳烟,乙炔作为碳烟产物的重要前驱体,其浓度对碳烟的生成有着重要影响,因此,实现对燃烧环境中乙炔的直接探测有着重要意义。本工作搭建了一套可调谐二极管激光吸收光谱测量系统,并通过高温高压气体池模... 碳氢燃料燃烧过程中会产生大量的碳烟,乙炔作为碳烟产物的重要前驱体,其浓度对碳烟的生成有着重要影响,因此,实现对燃烧环境中乙炔的直接探测有着重要意义。本工作搭建了一套可调谐二极管激光吸收光谱测量系统,并通过高温高压气体池模拟燃烧环境,探测了不同温度和压强下的乙炔气体吸收谱线。利用中心波长为1542 nm的可调谐半导体激光器作为光源,采用扫描波长直接吸收方法,获取6489.074 cm^(−1)与6490.020 cm^(−1)处乙炔的一段吸收谱线消光信号,实现了对乙炔浓度和温度的同时测量。实验结果表明,在压强为1.01×10^(5)~5.05×10^(5)Pa和500~1100 K温度范围内,气体体积浓度和气体温度测量的相对平均标准偏差分别为4.59%和2.47%,与参考值吻合度较高,表明该系统可为高温高压下气体浓度和温度的同时测量提供帮助。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱 高温高压 流场诊断
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基于TDLAS的近红外甲烷高灵敏检测技术 被引量：3
5
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
6
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TDLAS甲烷检测系统的长光程池研究与设计 被引量：1
7
作者 秦雨婷 陈红岩 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期522-528,共7页
采用Herriott型长光程池结构原理,通过理论研究和仿真分析得到一定条件下Herriott池反射次数最优解,利用镀膜凹面镜作为反射镜,在池体上集成光学元件,进行了长光程、低成本、小体积光程池的设计。经过实验验证,所设计的物理长23cm,体积2... 采用Herriott型长光程池结构原理,通过理论研究和仿真分析得到一定条件下Herriott池反射次数最优解,利用镀膜凹面镜作为反射镜,在池体上集成光学元件,进行了长光程、低成本、小体积光程池的设计。经过实验验证,所设计的物理长23cm,体积243mL的光程池,能达到11m有效光程长,并搭建在TDLAS甲烷检测系统中,结果表明检测下限最低浓度为476 ppb。这为低浓度、高精度、微型化的TDLAS甲烷检测系统的推广应用提供了一种有效的途径。 展开更多
关键词 赫里奥特气室 光学仿真 可调谐激光吸收光谱 甲烷检测
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改善的LMS自适应算法在TDLAS甲烷检测的降噪研究 被引量：1
8
作者 陈新玉 陈红岩 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第5期79-85,共7页
为进一步有效抑制检测系统的噪声,提高检测精度,研究了改善的最小均方差自适应算法在可调谐二极管激光吸收光谱甲烷浓度检测系统的降噪方法。通过基于TDLAS技术的matlab仿真实验,搭建的甲烷检测系统,选取1 653.72 nm的甲烷吸收峰位,分析... 为进一步有效抑制检测系统的噪声,提高检测精度,研究了改善的最小均方差自适应算法在可调谐二极管激光吸收光谱甲烷浓度检测系统的降噪方法。通过基于TDLAS技术的matlab仿真实验,搭建的甲烷检测系统,选取1 653.72 nm的甲烷吸收峰位,分析LMS自适应算法中滤波阶数、步长因子和采样周期三者对噪声的关系,改善参数的选取以最佳的滤波效果进行降噪优化处理。研究表明在高频采样时刻收敛到最佳的滤波阶数和步长因子可对系统起到最优滤波效果。研究结果显示信噪比有效提升了94%,拟合优度R~2达到0.997,证明改善的LMS自适应滤波算法可以有效抑制噪声对二次谐波信号的影响。 展开更多
关键词 改善的最小均方差自适应算法 可调谐二极管激光吸收光谱技术 降噪处理 二次谐波信号
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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
9
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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基于一维空洞卷积的甲烷浓度实时检测装置设计
10
作者 阚玲玲 叶炀 +1 位作者 苗凯 梁洪卫 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第1期191-197,共7页
可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术需要人工筛选二次谐波后拟合数据,且人为因素会影响拟合曲线的预测结果,因此该文设计了一种基于空洞卷积的甲烷浓度检测装置。首先,利用一维空洞卷积提取二次谐波信号特征;其次,利用反残差模块提高模型收... 可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术需要人工筛选二次谐波后拟合数据,且人为因素会影响拟合曲线的预测结果,因此该文设计了一种基于空洞卷积的甲烷浓度检测装置。首先,利用一维空洞卷积提取二次谐波信号特征;其次,利用反残差模块提高模型收敛速度,减少训练时间;再次,加入宽卷积核感受野模块,在保证检测准确率的前提下扩大感受野,减少模型参数;最后,将模型部署在Jetson Nano上实时检测甲烷浓度。实验结果表明,该方法检测准确率为99.89%,模型参数为12768个。与其他模型相比,该模型检测精度高、参数量少、实时性强,适用于实验室甲烷浓度实时检测。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱 JetsonNano 深度学习 轻量化 实验装置
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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
11
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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瓦斯隧道抽采钻孔瓦斯体积分数实时计量模型设计及优化研究
12
作者 刘勇 余大炀 +2 位作者 张慧栋 陈长江 何岸 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第6期1102-1111,共10页
钻孔孔口瓦斯体积分数的实时精准测量是实现瓦斯隧道智能化治理的关键。目前常用的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)在瓦斯隧道复杂环境中存在低体积分数检测精度不足等问题。为解决上述问题,构建一种集成波长调制光谱(WMS)与重心... 钻孔孔口瓦斯体积分数的实时精准测量是实现瓦斯隧道智能化治理的关键。目前常用的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)在瓦斯隧道复杂环境中存在低体积分数检测精度不足等问题。为解决上述问题,构建一种集成波长调制光谱(WMS)与重心拉格朗日插值补偿算法的TDLAS测量系统,并结合钻孔气体组分、环境压力与温度变化对测量误差进行建模修正,提升系统在动态钻孔环境下的测量精度与稳定性。通过标准气体试验对系统性能进行验证,主要研究结论如下:1)基于Beer-Lambert定律和HITRAN数据库参数,建立瓦斯体积分数TDLAS反演模型,明确吸收谱线型函数与线强度是影响测量精度的关键因素,分析表明钻孔环境下采用Lorentz函数描述谱线展宽更为合理。2)针对温度与压力变化引起的谱线偏移问题,提出基于重心加权的拉格朗日插值补偿算法,实现了非稳态条件下的体积分数高精度修正,具备良好的数值稳定性与适应性。3)通过0.5%和4.5%体积分数标准瓦斯气体在0~40℃内的温度扰动试验,验证了所提补偿方法可将系统最大测量误差控制在0.5%以内,显著优于未补偿状态。4)提出的测量系统实现了钻孔单孔瓦斯体积分数的高精度、动态监测,具备良好的环境适应性和工程应用潜力。 展开更多
关键词 抽采钻孔 瓦斯隧道 瓦斯体积分数 tdlas技术 补偿算法
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数字滤波方法在TDLAS逃逸氨检测中的选用 被引量：19
13
作者 邹得宝 陈文亮 +6 位作者 杜振辉 贾浩 齐汝宾 李红莲 甄杨 侯艳霞 徐可欣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2322-2326,共5页
介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)原理和实验系统,并对系统噪声进行了分析;以体积比浓度为90×10-6和30×10-6的NH3为例,利用TDLAS系统采集了该浓度气体的二次谐波原始光谱。为改善光谱信号,分别用五种数字滤波方法... 介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)原理和实验系统,并对系统噪声进行了分析;以体积比浓度为90×10-6和30×10-6的NH3为例,利用TDLAS系统采集了该浓度气体的二次谐波原始光谱。为改善光谱信号,分别用五种数字滤波方法对原始光谱进行了滤波处理比较,做了NH3的浓度梯度实验并对浓度为20×10-6 NH3进行了长时间监测实验。实验结果表明,算术平均-小波变换滤波相比其他方法更有效地对原始光谱信号进行了改善,提高了系统信噪比和信号平滑度,使系统浓度检测限由原来的10×10-6降低到1.25×10-6,信噪比提高了约14倍,为逃逸氨极低浓度检测提供了一种较为有效的数据预处理方法。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱(tdlas) 逃逸氨检测 噪声分析 数字滤波 小波变换
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高温高压下基于TDLAS的二氧化碳浓度测量方法研究 被引量：14
14
作者 蔡廷栋 高光珍 +2 位作者 王敏锐 王贵师 高晓明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1769-1773,共5页
通过具有高灵敏度、非侵入式等特性的可调谐二极管激光吸收光谱技术对发动机气缸工作过程等高温高压燃烧环境进行实时在线检测,是了解其内部燃烧过程进而研发高效发动机的重要手段之一。作为一种重要的温室气体和化石燃料燃烧的主要产物... 通过具有高灵敏度、非侵入式等特性的可调谐二极管激光吸收光谱技术对发动机气缸工作过程等高温高压燃烧环境进行实时在线检测,是了解其内部燃烧过程进而研发高效发动机的重要手段之一。作为一种重要的温室气体和化石燃料燃烧的主要产物,二氧化碳对于了解燃烧过程具有重要的意义。为了寻找一种能够对高温高压燃烧过程中的二氧化碳浓度进行快速检测的方法,利用工作在室温条件下的近红外可调谐二极管激光器作为光源,以二氧化碳位于5 006.140cm-1处的跃迁作为传感谱线,结合固定波长的吸收光谱调制技术,通过该CO2谱线的一次谐波归一化的二次谐波信号峰值实现对高温高压环境中CO2浓度测量,建立了一种可用于高温高压环境下的组份浓度的测量方法,通过实验验证得出该方法在5atm压力、500K温度下和10atm压力、1 000K温度下对于CO2浓度测量的平均标准偏差为3.99%;另外还对实验中所得CO2直接吸收及二次谐波信号进行了分析,得到了其吸收光谱在高温高压环境下的特性。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制光谱 高温高压 二氧化碳浓度
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基于TDLAS技术同时检测卷烟主流烟气中的CO和CO_2 被引量：18
15
作者 邢昆明 杨柯 +5 位作者 张龙 吴晓松 李志刚 王安 刘勇 计敏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期81-87,共7页
基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术、波长调制技术和二次谐波检测方法,利用CO和CO_2在1579 nm处的泛频吸收特征,结合改造后的单孔道吸烟机,建立了卷烟主流烟气逐口检测系统。实验结果表明:气体浓度与其二次谐波强度的线性度较好... 基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术、波长调制技术和二次谐波检测方法,利用CO和CO_2在1579 nm处的泛频吸收特征,结合改造后的单孔道吸烟机,建立了卷烟主流烟气逐口检测系统。实验结果表明:气体浓度与其二次谐波强度的线性度较好,系统响应速度较快,精度能达到检测要求,逐口检测稳定性、重复性和灵敏度均较好。同类型卷烟主流烟气中CO、CO_2的逐口释放量除第1口之外,均呈递增趋势,CO_2的逐口释放量和递增速率均比CO的大,且不同类型的卷烟遵循相同的规律。所建系统具有检测速度快、时间分辨率高、结构简单等优势,在卷烟烟气有害物质的快速检测领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 光谱学 同时检测 可调谐二极管激光吸收光谱 卷烟烟气 CO CO2
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基于TDLAS的层析成像技术TDLAT 被引量：8
16
作者 李飞 余西龙 +2 位作者 林鑫 张少华 张新宇 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期54-59,共6页
可调谐二极管吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)已成为超声速燃烧的重要测量手段之一.为提高其空间分辨能力,需发展基于TDLAS,结合层析成像术的二维断层成像术(tunable diode laser absorption tomograp... 可调谐二极管吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)已成为超声速燃烧的重要测量手段之一.为提高其空间分辨能力,需发展基于TDLAS,结合层析成像术的二维断层成像术(tunable diode laser absorption tomography,TDLAT).设计了一套基于6平行光束--旋转测量的新型TDLAT系统,吸收波长为7185.6cm-1和7444.3cm-1双线,采用分时--直接吸收探测策略.重建中,使用代数重建算法,先分别反演计算两吸收线的吸收率和吸收比分布,再获得温度和浓度分布.利用该系统,在CH4/Air预混平面燃烧炉上开展初步验证试验.结果表明,TDLAT系统可以反演出温度和浓度分布特征,反演的温度分布结果与热电偶测量值吻合较好.进一步改进该系统,可用于超燃直连台中,测量燃烧室出口气流的温度和组分浓度分布. 展开更多
关键词 可调谐二极管吸收光谱技术 二维断层成像术 温度分布 层析成像
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基于TDLAS的城市天然气管道泄漏检测系统 被引量：11
17
作者 祝玉泉 乔利峰 +3 位作者 张启兴 蔡廷力 王进军 张永明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期429-434,共6页
将TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术应用于城市天然气管道泄漏检测及定位.阐述了天然气管道泄漏检测系统的设计原理,介绍了所选用的二极管激光器和多次反射吸收池的特性.实验测量给出了二极管激光器最优的参数设... 将TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术应用于城市天然气管道泄漏检测及定位.阐述了天然气管道泄漏检测系统的设计原理,介绍了所选用的二极管激光器和多次反射吸收池的特性.实验测量给出了二极管激光器最优的参数设置,得到了系统的最低检测限(2.7×10-6)、线性响应度和系统换气速率(9.3～11.3次/min),运用数值模拟方法得到了天然气管道泄漏后气体浓度沿管道的分布情况,提出了对天然气管道泄漏定位的方法. 展开更多
关键词 tdlas 天然气 泄漏检测
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TDLAS逃逸氨检测中温度影响的研究 被引量：9
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作者 张增福 邹得宝 +2 位作者 陈文亮 赵会娟 徐可欣 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期32-37,共6页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)为逃逸氨的现场抽取式的检测提供了可靠的技术手段,现场环境中温度对二次谐波信号影响非常大,必须要对检测的结果进行温度的修正。当温度从25℃变化到250℃时,在Herriott样品池中对100×10-6的... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)为逃逸氨的现场抽取式的检测提供了可靠的技术手段,现场环境中温度对二次谐波信号影响非常大,必须要对检测的结果进行温度的修正。当温度从25℃变化到250℃时,在Herriott样品池中对100×10-6的NH3进行检测,得到二次谐波光谱图,结果显示二次谐波信号的幅度随温度的升高而减小,线宽趋于平缓。当压力从0 kPa变化到100 kPa时,二次谐波的信号峰值随着压力增加而减小,线宽趋于平缓。根据上述实验结果,给出了温度修正的公式,通过对不同温度下50×10-6浓度的NH3进行修正,来评价公式的可靠性,修正后的最高误差为5.1%,极大地提高了测量的精度,使系统能够适应高温环境下在线抽取式监测需求。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱(tdlas) 氨气检测 温度影响 Herriott样品池
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TDLAS直接吸收法测量CO_2的基线选择方法 被引量：22
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作者 朱晓睿 卢伟业 +3 位作者 饶雨舟 李越胜 卢志民 姚顺春 《中国光学》 EI CAS CSCD 2017年第4期455-461,共7页
本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进... 本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进行了对比。结果表明:采用纯N2线拟合法反算出的浓度的最大相对误差为2.64%,均方值为1.69%;采用去拟合法反算出的浓度的最大相对误差为9.81%,均方值为7.81%。以纯N2吸收谱线作基线的纯N2线拟合方法反算出的浓度的准确度较高,可以为CO_2浓度测量的基线选择提供参考。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收谱线技术 直接吸收 CO2测量 光谱分析
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基于TDLAS的燃烧流场速度测量方法 被引量：10
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作者 杨斌 齐宗满 +2 位作者 杨荟楠 黄斌 刘佩进 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期516-520,共5页
针对高温高速燃烧流场速度测量问题,提出了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的燃烧流场速度测量方法,设计了以7,185.597,cm-1谱线为吸收中心的交叉光束扫描波长直接吸收光谱技术系统,利用该系统对采用煤油燃烧加热方式的发动机来流系... 针对高温高速燃烧流场速度测量问题,提出了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的燃烧流场速度测量方法,设计了以7,185.597,cm-1谱线为吸收中心的交叉光束扫描波长直接吸收光谱技术系统,利用该系统对采用煤油燃烧加热方式的发动机来流系统模拟的高速流场速度进行了测量,获得了交叉光束吸收中心多普勒频移量,据此计算得到模拟来流的流场速度,并将其与一维理论计算值与数值模拟计算值进行对比,相对偏差在10%,以内,验证了基于TDLAS的燃烧流场速度测量结果的有效性. 展开更多
关键词 测量 燃烧诊断 可调谐二极管激光吸收光谱 流场速度 发动机
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