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波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)在线监测大气CO浓度 被引量：4
1
作者 王振 杜艳君 +2 位作者 丁艳军 李政 彭志敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期109-117,共9页
波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)同时具有直接吸收光谱(DAS)可测量吸收率函数和波长调制光谱(WMS)高信噪比的优点,本文首先采用WM-DAS光谱,在50 cm光程和室温低压下,CO分子近红外4300.7 cm^(-1)谱线吸收率检测限低至4×10^(-7)(200 ... 波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)同时具有直接吸收光谱(DAS)可测量吸收率函数和波长调制光谱(WMS)高信噪比的优点,本文首先采用WM-DAS光谱,在50 cm光程和室温低压下,CO分子近红外4300.7 cm^(-1)谱线吸收率检测限低至4×10^(-7)(200 s);然后结合120 m长光程Herriott池,在室温大气压下,吸收率函数拟合残差标准差达到5.1×10^(-5)(1 s).最后利用长光程WM-DAS测量系统,对不同浓度(体积分数为0.44×10^(-6)—9.6×10^(-6))CO进行了动态测量,并将其与腔衰荡光谱(CRDS)进行比较;实验结果表明:本文采用的长光程WM-DAS与CRDS方法测量结果相同,其中长光程WM-DAS系统CO浓度检测限低至0.9×10^(-9)(200 s),系统简单且测量速度远快于CRDS.与此同时,利用建立的长光程WM-DAS测量系统连续监测1个月时间内大气痕量CO浓度及其变化趋势,测量结果与中国环境监测总站测量结题高度一致. 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 腔衰荡光谱 吸收率函数 CO浓度监测
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基于波长调制-直接吸收光谱方法的CO分子1567 nm处谱线参数高精度标定 被引量：4
2
作者 王振 杜艳君 +1 位作者 丁艳军 彭志敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期99-106,共8页
直接吸收光谱(DAS)可直接测量分子吸收率函数,并通过拟合吸收率函数确定待测气体参数.波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)在DAS基础上,结合了波长调制光谱(WMS)中谐波分析思想,利用傅里叶变换复现吸收率函数,可有效提高吸收率函数的测量精度... 直接吸收光谱(DAS)可直接测量分子吸收率函数,并通过拟合吸收率函数确定待测气体参数.波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)在DAS基础上,结合了波长调制光谱(WMS)中谐波分析思想,利用傅里叶变换复现吸收率函数,可有效提高吸收率函数的测量精度.本文利用WM-DAS方法结合长光程气体吸收池,在室温低压条件下,对CO分子1567 nm处R5-R11近红外弱吸收谱线吸收率函数进行了精确复现,其拟合残差标准差低至3×10^-5,随后根据测得的吸收率函数对谱线的碰撞展宽、Dicke收敛以及速度依赖的碰撞展宽系数等光谱参数进行了高精度标定,并将其与高灵敏度的连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)测量结果进行了比较,实验结果表明该方法与CW-CRDS测量结果具有高度一致性,更具有系统简单、测量速度快、对环境要求低等优点. 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 腔衰荡光谱 吸收率函数 碰撞展宽系数 Dicke收敛系数
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基于偶次谐波吸收率函数复现方法
3
作者 周佩丽 谭文 彭志敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期293-299,共7页
TDLAS中波长调制光谱具有灵敏度高、信噪比高的优点,然而由于其无法有效得到绝对吸收率函数一般需要采用二次谐波峰值结合标定实验确定待测气体参数。考虑到这一问题,本文基于波长调制光谱策略,在时域上对经过高频调制的激光透过率函数... TDLAS中波长调制光谱具有灵敏度高、信噪比高的优点,然而由于其无法有效得到绝对吸收率函数一般需要采用二次谐波峰值结合标定实验确定待测气体参数。考虑到这一问题,本文基于波长调制光谱策略,在时域上对经过高频调制的激光透过率函数于谱线中心频率处进行泰勒级数展开,在此基础上得到谐波表达式由透过率及其导数和频率调制幅度等组成,通过分析各次谐波间的关系特征建立了一种基于偶次谐波信号的吸收率函数高精度复现方法。随后采用CO2分子6976.203 cm^-1谱线对该方法进行了数值模拟和实验验证,并将实验结果与传统直接吸收法测得的吸收率函数进行对比。模拟和实验结果表明:波长调制光谱中偶次谐波信号可复现TDLAS核心参数—吸收率函数,其测量精度随着所采用谐波阶次的增加而提高,预期可为谱线参数高精度标定、复杂工业现场中痕量气体浓度监测提供新的测量方法。 展开更多
关键词 波长调制光谱 吸收率函数 偶次谐波 调制系数
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基于TDLAS的天然气泄漏空间动态分布监测技术及应用研究 被引量：6
4
作者 钱济人 张富诚 +4 位作者 丁艳军 李永华 徐阶 刘标 彭志敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期360-367,共8页
天然气泄漏污染空气,易造成爆炸事故,危害人身安全,长期泄漏造成资源浪费,因此天然气泄漏监测成为天然气站亟待解决的问题。相较于其他各种测量原理,可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术因其响应迅速、非接触式测量等优点,广泛应用于... 天然气泄漏污染空气,易造成爆炸事故,危害人身安全,长期泄漏造成资源浪费,因此天然气泄漏监测成为天然气站亟待解决的问题。相较于其他各种测量原理,可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术因其响应迅速、非接触式测量等优点,广泛应用于开放环境下天然气泄漏监测。目前天然气站一般采用多点多线布置多个开放式激光气体遥测仪监测或采用多个扫描式激光气体遥测仪巡航监测的方案,监测区域范围小、漏洞大。本文基于TDLAS的奇次谐波信号建立吸收率函数在线重构算法,提出了一种天然气泄漏空间监测方法及系统,该系统基于GIS平台对天然气站进行三维建模,将监测数据融合处理,采用空间浓度场反演算法,在动态扫描后生成整个场站的浓度动态分布图。该系统实施后的试验结果表明,天然气泄漏监测系统响应迅速、灵敏度高、报警联动及时,三维场景及浓度动态分布图显示直观,泄漏点判断准确。 展开更多
关键词 天然气泄漏 吸收率函数重构 空间监测 浓度动态分布图 泄漏点
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