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宽谱调谐二极管激光吸收光谱的数据预处理研究 被引量：4
1
作者 高楠 杜振辉 +4 位作者 齐汝宾 李金义 周涛 周魁 汪曣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期304-309,共6页
二极管激光吸收光谱以温度扫描实现快速宽谱调谐,其原始数据不便于传统的处理及运算,适当的预处理是进行后续数据处理的基础。在分析了温度调谐数据特征的基础上,利用Savitzky-Golay滤波器去除了波长序列中温度检测噪声的干扰,选择单调... 二极管激光吸收光谱以温度扫描实现快速宽谱调谐,其原始数据不便于传统的处理及运算,适当的预处理是进行后续数据处理的基础。在分析了温度调谐数据特征的基础上,利用Savitzky-Golay滤波器去除了波长序列中温度检测噪声的干扰,选择单调的波长区间对信号幅值进行三次样条插值,以固定的波长点对应采样点,得到一组位置固定的幅值序列用于后期处理。此方法将两列检测数据合并为一列,相同的起始点和固定的波长位置不仅将多周期平均后的信噪比提升为原始数据的6倍,也使多组数据的比较及评价成为可能,一致的波长分辨率保证了线形检测的精确度,减小了吸收峰的频带宽度,有助于后续的处理、运算以及评价。 展开更多
关键词 光谱学 调谐二极管激光吸收光谱 数据预处理 Savitzky-Golay滤波器 三次样条插值
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基于可调谐激光吸收光谱的大气甲烷监测仪 被引量：72
2
作者 阚瑞峰 刘文清 +5 位作者 张玉钧 刘建国 董凤忠 王敏 高山虎 陈东 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期67-70,共4页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术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,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术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,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱技术 痕量气体监测 二次谐波检测
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基于TDLAS的长光程环境大气痕量CO监测方法研究 被引量：59
3
作者 姚路 刘文清 +4 位作者 刘建国 阚瑞峰 许振宇 阮俊 戴云海 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期305-312,共8页
CO作为大气中重要的污染物和煤矿、油田等环境的危险气体,CO浓度的实时监测对生产生活安全具有重要意义。筛选出CO位于2334 nm附近的R(6)吸收谱线,搭建了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的长光程开放光路大气CO监测系统。采用直接吸... CO作为大气中重要的污染物和煤矿、油田等环境的危险气体,CO浓度的实时监测对生产生活安全具有重要意义。筛选出CO位于2334 nm附近的R(6)吸收谱线,搭建了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的长光程开放光路大气CO监测系统。采用直接吸收技术,吸收光程为700 m,借助离轴抛物面镜实现了收发同光路;低功耗、小型化的测量控制系统,在单块电路板上实现了激光器驱动、光谱信号处理等功能,单板体积为120 mm×100 mm×25 mm,功耗小于5 W。上位机对光谱数据进行多峰拟合处理,分离出CO和CH4的吸收光谱,反演CO浓度。通过分析光谱数据标准差可知,在1 s响应时间下的检测限为0.06×10-6。对大气中的CO浓度进行了连续监测,测量结果和CO点式分析仪结果一致性良好,验证了该系统仪器化的可行性。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光光谱技术 长光程探测 开放光路 大气CO监测
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可调谐二极管激光吸收光谱技术的应用研究进展 被引量：59
4
作者 聂伟 阚瑞峰 +3 位作者 杨晨光 陈兵 许振宇 刘文清 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3-23,共21页
随着半导体激光器的发展,可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术有了巨大的进步,应用领域迅速扩大。已经有超过1000种TDLAS仪器应用于连续排放监测以及工业过程控制等领域,每年全球出售的TDLAS气体检测仪器占据了红外气体传感检测仪器总... 随着半导体激光器的发展,可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术有了巨大的进步,应用领域迅速扩大。已经有超过1000种TDLAS仪器应用于连续排放监测以及工业过程控制等领域,每年全球出售的TDLAS气体检测仪器占据了红外气体传感检测仪器总数的5%~10%。运用TDLAS技术,已经完成了几十种气体分子的高选择性、高灵敏度的连续在线测量,实现了不同领域气体浓度、温度、流速、压力等参数的高精度探测,为各领域的发展提供了重要的技术保障。本文综述了TDLAS技术气体检测的原理以及最近的应用研究进展,主要从大气环境监测、工业过程监测、深海溶解气体探测、人体呼吸气体测量、流场诊断以及液态水测量六个应用领域进行介绍。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 大气环境监测 工业过程检测 呼吸气检测 流场诊断 深海溶解气体探测 液态水测量
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利用可调谐半导体激光吸收光谱法同时在线监测多组分气体浓度 被引量：56
5
作者 张志荣 夏滑 +2 位作者 董凤忠 庞涛 吴边 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2771-2777,共7页
由于线宽窄,可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)一般情况下只能对一种气体进行检测。为了实现多气体同时或近同时在线检测,本文以1 578nm-H2S和1 747nm-HCl混合气体同时在线监测为例,研究了3种检测方法:(1)同频10kHz正弦波和两路同频3... 由于线宽窄,可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)一般情况下只能对一种气体进行检测。为了实现多气体同时或近同时在线检测,本文以1 578nm-H2S和1 747nm-HCl混合气体同时在线监测为例,研究了3种检测方法:(1)同频10kHz正弦波和两路同频30Hz不同步的分时锯齿信号法;(2)同频10kHz正弦和30Hz锯齿信号的光开关检测法;(3)多频(10kHz和20kHz正弦信号)正弦调制法。实验结果表明:分时锯齿信号法除幅值略有微小变化外,在使用前后对测试结果影响很小;光开关法在切换过程瞬间会略有不稳定,但不影响后期的浓度反演;多频正弦法的信噪比和抗干扰能力均有所提高,进行HCl探测和H2S探测时,信噪比在激光器关闭和打开情况下分别提高了0.95倍和3.17倍。以上3种方法操作简单,可以方便地实现多气体组分的同时在线监测,提高了TDLAS仪器的竞争力。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 多组分气体 分时锯齿信号 光开关 多频正弦调制
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可调谐二极管激光吸收光谱法测量环境空气中的甲烷含量 被引量：44
6
作者 阚瑞峰 刘文清 +5 位作者 张玉钧 刘建国 董凤忠 高山虎 王敏 陈军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期1927-1930,共4页
可调谐二极管激光吸收光谱法是在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 .介绍了一套可调谐二极管激光吸收光谱检测甲烷浓度的实验装置 .这... 可调谐二极管激光吸收光谱法是在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 .介绍了一套可调谐二极管激光吸收光谱检测甲烷浓度的实验装置 .这套装置具有灵敏度高、检测限低 (低于 0 0 87mg m3)、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点 ,利用这套装置实现了对环境空气中甲烷含量的检测 . 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 多次回归 多次反射池 甲烷浓度 环境监测
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可调谐二极管吸收光谱痕量气体浓度算法的研究 被引量：39
7
作者 王晓梅 张玉钧 +5 位作者 刘文清 阚瑞锋 王铁栋 王敏 刘建国 董凤忠 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期717-719,722,共4页
基于可调谐二极管激光吸收光谱学的大气痕量气体在线监测分析仪具有高灵敏、快速响应和高选择性的特点。分析了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)二次谐波信号的特征,以高浓度谐波信号作为标准,采用线性最小二乘拟合的方法对谐波信号进... 基于可调谐二极管激光吸收光谱学的大气痕量气体在线监测分析仪具有高灵敏、快速响应和高选择性的特点。分析了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)二次谐波信号的特征,以高浓度谐波信号作为标准,采用线性最小二乘拟合的方法对谐波信号进行数值拟合,高精度的反演出了痕量气体浓度值。并对标准信号和检测信号之间的相关系数和浓度反演规律进行了研究。以甲烷气体的测量信号和浓度反演为例,验证了算法。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 数字信号处理 最小二乘拟合
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可调谐二极管激光吸收光谱法监测环境空气中甲烷的浓度变化 被引量：32
8
作者 阚瑞峰 刘文清 +6 位作者 张玉钧 刘建国 董凤忠 王敏 高山虎 陈军 王晓梅 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1217-1220,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,获得被测气体在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定量分析。通过该方法对环境空气中甲烷(CH4)的含量进行了长时间的监测。以室温下工作的近... 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,获得被测气体在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定量分析。通过该方法对环境空气中甲烷(CH4)的含量进行了长时间的监测。以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器作为光源;使用多次反射池增加吸收光程来提高检测灵敏度;并且使用了二次谐波检测技术进一步降低了检测限,使检测限低于0.087 mg/m3,满足了对环境空气中甲烷进行监测的需要。 展开更多
关键词 光谱学 痕量气体监测仪 可调谐二极管激光吸收光谱 谐波探测
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基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度测量研究 被引量：32
9
作者 高彦伟 张玉钧 +4 位作者 陈东 何莹 尤坤 陈晨 刘文清 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期267-273,共7页
采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,利用氧气在760 nm波段的吸收谱线对氧气浓度进行实时在线测量。研制了基于TDLAS直接吸收技术的氧气检测系统,采用压控放大器设计了自动增益控制模块,实现了对光谱信号幅度的精确控制,解决了现... 采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,利用氧气在760 nm波段的吸收谱线对氧气浓度进行实时在线测量。研制了基于TDLAS直接吸收技术的氧气检测系统,采用压控放大器设计了自动增益控制模块,实现了对光谱信号幅度的精确控制,解决了现场测量中信号幅度波动的问题;采用归一化洛伦兹函数实现Voigt函数的近似计算,并结合Levenberg-Marquardt非线性拟合算法实现了对光谱吸光度曲线的快速Voigt线型拟合,以适应实时在线检测需要。实验结果表明,该算法可以实现吸光度曲线的Voigt线型拟合,对固定浓度的氧气进行连续测量得到系统的最低检测限为523×10^(-6)m,系统的标准偏差为1.75%。检测系统稳定可靠,满足实时在线氧气浓度检测应用。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 自动增益控制 Levenberg—Marquardt非线性拟合 氧气浓度测量
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可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿 被引量：31
10
作者 袁松 阚瑞峰 +7 位作者 何亚柏 姚路 陈玖英 许振宇 李晗 阮俊 何俊峰 魏敏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期242-247,共6页
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,在环境检测、工业过程检测等方面具有很好的应用前景。但是TDLAS系统在长期连续工作时,存在激光输出波长随环境温度变化而发生漂移的问题。针对这一问题,研究了... 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,在环境检测、工业过程检测等方面具有很好的应用前景。但是TDLAS系统在长期连续工作时,存在激光输出波长随环境温度变化而发生漂移的问题。针对这一问题,研究了激光输出波长随环境温度变化特征及其对光谱处理的定量影响。为了消除激光输出波长的漂移,设计了基于ADμC841的温度补偿电路。根据环境温度实时调整激光器的温度,对激光器进行谱线锁定,在温控实验箱中进行了实验,当环境温度为20℃～60℃时,激光器的波长漂移量为4.1pm。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 光谱处理 波长漂移 温度补偿
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基于HITRAN光谱数据库的TDLAS直接吸收信号仿真研究 被引量：30
11
作者 齐汝宾 赫树开 +1 位作者 李新田 汪献忠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期172-177,共6页
对TDLAS直接吸收信号进行仿真研究,能够充分了解TDLAS直接吸收的过程以及各个物理参量的变化对吸收信号的影响。首先全面研究分析了TDLAS直接吸收方法的理论基础及算法,给出了基于朗伯-比尔定率的气体吸收线强、吸收截面、浓度、线型函... 对TDLAS直接吸收信号进行仿真研究,能够充分了解TDLAS直接吸收的过程以及各个物理参量的变化对吸收信号的影响。首先全面研究分析了TDLAS直接吸收方法的理论基础及算法,给出了基于朗伯-比尔定率的气体吸收线强、吸收截面、浓度、线型函数以及气体总体配分函数等参量的表达式及计算步骤。基于HITRAN光谱数据库,利用MATLAB程序对TDLAS直接吸收过程进行了仿真,计算得到了一定温度、压力、浓度等条件下的吸收谱数据。以H2O为研究对象,仿真了其在各个线型下的吸收谱,并与商用软件Hitran-PC的结果进行比较,结果显示两者在Lorentz线型下的最大误差小于0.5%,在Gauss线型下的最大误差小于2.5%,在Voigt线型下的最大误差小于1%,因此验证了仿真算法及结果的正确性。还对不同压力和温度下ν2+ν3谱带H2O的吸收谱进行了仿真,研究了吸收谱随压力和温度变化规律。在低压范围,多普勒展宽占主导,线宽随压力变化很小,而幅度随压力增大而增大,在高压范围,碰撞展宽占主导,线宽随压力增大而增大,而幅度则随压力增大而趋于定值。最后还给出了大气环境温度范围内的温度修正曲线。该研究可以为TDLAS直接吸收方法的实际应用提供理论参考和指导。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 直接吸收 HITRAN 仿真 吸收谱
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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
12
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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激光吸收光谱技术在工业生产过程及安全预警标识性气体监测中的应用 被引量：30
13
作者 张志荣 孙鹏帅 +6 位作者 庞涛 李哲 夏滑 崔小娟 吴边 徐启铭 董凤忠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1925-1937,共13页
鉴于常规的标识性气体监测方法在响应速度、测量精度、使用寿命、实时性、监测目标种类、测量范围和应用场合等方面相比激光吸收光谱技术存在不足,本文以可调谐半导体激光吸收光谱技术为依托,选取合适的无干扰激光吸收谱线,阐述了工业... 鉴于常规的标识性气体监测方法在响应速度、测量精度、使用寿命、实时性、监测目标种类、测量范围和应用场合等方面相比激光吸收光谱技术存在不足,本文以可调谐半导体激光吸收光谱技术为依托,选取合适的无干扰激光吸收谱线,阐述了工业管道抽取式、管道原位在线对射式、扩散探头式(全量程激光监测一体机形式与多点无源传感器探头形式)、无组织排放开放光路式等多种形式的监测方法。上述系统的测量结果显示:抽取式可实现CO、CO2、O2等不同多组分气体的同时测量;管道对射式实现了O2及10μL/L以下CO的高精度在线测量;探头式则以CH4测量为例实现了响应时间T90=15s,监测极限小于150μL/L,泄漏报警准确率达100%;开放光路形式以天然气集气站场测量CH4、C2H2、C2H4三种气体为例实现了0误报的监测能力。上述分析结果表明,TDLAS技术应用于工矿安全生产及安全预警方面的标识性气体监测是完全实用、有效、准确、可靠的。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 工业生产过程 安全预警 标识性气体 直接吸收信号 谐波信号
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可调谐二极管激光吸收光谱法测量气体温度 被引量：29
14
作者 王健 黄伟 +2 位作者 顾海涛 高秀敏 刘立鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1639-1642,共4页
研究了一种新型的非接触式测温技术——可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）测温技术。介绍了温度测量及调制吸收光谱技术原理，分析了调制幅度对气体温度测量的影响。优选了氧气吸收谱线对13163．78cm^-1和13164．18cm^-1在搭建的高温... 研究了一种新型的非接触式测温技术——可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）测温技术。介绍了温度测量及调制吸收光谱技术原理，分析了调制幅度对气体温度测量的影响。优选了氧气吸收谱线对13163．78cm^-1和13164．18cm^-1在搭建的高温实验系统上，实现了气体温度和浓度的同时测量。通过分析实测波形获得了谱线13164．18cm^-1在823～1323K温度范围内的碰撞展宽系数和温度指数。实验结果表明，在823～1323K温度范围内，系统温度测量的线性误差为0．65％，最大波动为±15K。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 激光吸收光谱法 温度测量 气体温度 实验系统 测温技术 调制幅度 温度范围
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可调谐半导体激光吸收光谱学测量甲烷的研究 被引量：23
15
作者 高山虎 刘文清 +5 位作者 刘建国 张玉钧 阚瑞峰 王敏 涂兴华 王铁栋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期388-392,共5页
甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性... 甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性强、响应快速等突出特点。波长调制光谱(WMS)技术是TDLAS 技术中一种重要技术。利用WMS技术检测在大气压下、浓度从0．04％至10％的甲烷气体的二次谐波(2f) 信号,并证明了在该浓度范围内2f信号幅值正比于甲烷的浓度,为工业中甲烷气体的浓度监测提供了一种新的检测方法,并为集成甲烷监测仪器提供了理论及实验的依据。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光光谱 波长调制光谱 二次谐波检测
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可调谐半导体激光光谱火灾气体探测系统 被引量：26
16
作者 陈东 刘文清 +9 位作者 张玉钧 刘建国 魏庆农 陈玖英 阚瑞峰 王敏 崔益本 方武 张永明 祝玉泉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1552-1556,共5页
基于火灾特征气体检测的火灾报警技术被认为是一种有着广阔前景的火灾早期探测手段,特别是利用光学吸收方法的火灾气体探测技术,除了能够提供高灵敏、低误报率的火灾报警外,还能够实现火灾的早期预警.提出了基于可调谐半导体激光吸收光... 基于火灾特征气体检测的火灾报警技术被认为是一种有着广阔前景的火灾早期探测手段,特别是利用光学吸收方法的火灾气体探测技术,除了能够提供高灵敏、低误报率的火灾报警外,还能够实现火灾的早期预警.提出了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的火灾气体高灵敏实时检测系统,采用光通信波段光纤耦合近红外分布反馈式(DFB)半导体激光器作为光源,利用两台激光器结合调制频率多路技术实现了火灾标志性气体CO,CO2的同时检测,对CO的最低检测限约为0.00375 mg/m3(3σ),能够满足火灾气体现场检测的需要. 展开更多
关键词 激光技术 可调谐半导体激光吸收光谱 波长调制光谱 火灾气体 CO CO2
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基于新型长光程多次反射池的CO高灵敏度检测 被引量：26
17
作者 夏滑 董凤忠(指导) +3 位作者 涂郭结 吴边 张志荣 王煜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2596-2601,共6页
在吸收光谱检测技术中,常利用多次反射池技术增加吸收气体的光程长度,以提高灵敏度,降低检测极限。通过综合传统的多次反射Herriott池和White池的优点,利用White池的三镜光学结构和Herriott池的光路传输原理,设计出了一种新型的长光程... 在吸收光谱检测技术中,常利用多次反射池技术增加吸收气体的光程长度,以提高灵敏度,降低检测极限。通过综合传统的多次反射Herriott池和White池的优点,利用White池的三镜光学结构和Herriott池的光路传输原理,设计出了一种新型的长光程多次反射池,其结构简单、外形紧凑、光程可调、性能稳定并且小型化。将研制出的基长20cm、光程范围10～100m可调的新型多次反射池应用于可调谐二极管激光吸收光谱技术中进行一氧化碳气体的探测,结合数字信号处理技术可把现场检测的灵敏度提高到10-6量级。实验结果显示这种新型多次反射池在吸收光谱技术中应用良好,与传统同基长的反射池相比,气体检测灵敏度有了明显的提高。 展开更多
关键词 工程光学新型多次反射池 可调谐二极管激光吸收光谱 一氧化碳高灵敏气体监测 小波变换
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调谐半导体激光吸收光谱自平衡检测方法研究 被引量：22
18
作者 陈玖英 刘建国 +5 位作者 张玉钧 刘文清 阚瑞峰 王敏 陈东 崔益本 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期350-353,共4页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是利用半导体激光器的波长调谐特性,扫描待测气体特征吸收线,从而获得待测气体的浓度信息。基于可调谐半导体激光吸收光谱的自平衡检测方法能够有效地消除激光器光强波动等共模噪声和其他同性干扰... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是利用半导体激光器的波长调谐特性,扫描待测气体特征吸收线,从而获得待测气体的浓度信息。基于可调谐半导体激光吸收光谱的自平衡检测方法能够有效地消除激光器光强波动等共模噪声和其他同性干扰的影响。实验表明自平衡检测方法可以获得较理想的结果,检测限低于体积比1.2×10-6,与直接吸收光谱法相比降低了一个数量级。自平衡检测电路简单,自带的电子增益补偿机制能够自动进行平衡探测,该方法不用加信号调制和锁相放大器,直接探测待测气体的吸收光谱,从而降低成本,减小系统装置体积,易于集成为便携式痕量气体检测仪。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱技术 自平衡检测
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基于TDLAS技术的工业环境中HF气体在线监测 被引量：25
19
作者 张志荣 董凤忠 +6 位作者 吴边 田明丽 庞涛 涂郭结 夏滑 王煜 倪志波 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1691-1694,共4页
采用1.330μm附近波长的近红外可调谐分布反馈(DFB)激光器作为光源,结合波长调制技术和长光程技术,实时监测工业环境中的HF气体浓度。同时采用Allan方差分析系统的稳定性,选择利用非线性最小二乘法和防脉冲滑动平均滤波等技术手段,长时... 采用1.330μm附近波长的近红外可调谐分布反馈(DFB)激光器作为光源,结合波长调制技术和长光程技术,实时监测工业环境中的HF气体浓度。同时采用Allan方差分析系统的稳定性,选择利用非线性最小二乘法和防脉冲滑动平均滤波等技术手段,长时间测试结果表明,该系统具有实时、连续和非接触快速检测的特点,并且具有大范围、分布式监测的能力,可以满足工业环境中HF气体无组织排放安全检测的需求。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱(TDLAS) 在线监测 ALLAN方差 数字滤波 HF气体
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激光光谱技术在呼吸气体分析中的发展与未来 被引量：24
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作者 姜琛昱 孙美秀 +1 位作者 李迎新 王储记 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期191-199,共9页
呼吸气体分析技术在疾病诊断和代谢监测方面无创性、实时性的优势使其成为一个颇具前途的研究领域,也是未来新型诊断仪器的发展方向。目前大多呼吸生物标志物的检测和定量分析均采用气相色谱-质谱联用技术。近几年来,激光光谱技术和激... 呼吸气体分析技术在疾病诊断和代谢监测方面无创性、实时性的优势使其成为一个颇具前途的研究领域,也是未来新型诊断仪器的发展方向。目前大多呼吸生物标志物的检测和定量分析均采用气相色谱-质谱联用技术。近几年来,激光光谱技术和激光光源的发展加速推进了呼吸气体分析研究的进展。与质谱技术相比,激光光谱技术不但具有高灵敏度、高选择性的优点,而且具有低成本、实时性及即时检测(POCT)的功能特点。目前,在已确定的35种呼吸生物标记物中,研究人员采用可调谐半导体激光吸收光谱、光腔衰荡光谱以及光声光谱技术进行了多种呼吸生物标记物人体呼吸气体实验,其相应生物标记物的光谱"指纹"涵盖了从紫外到中红外的光谱范围。 展开更多
关键词 医用光学 呼吸气体分析 生物标记物 可调谐半导体激光吸收光谱 光腔衰荡光谱 光声光谱
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