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基于TDLAS技术的全量程激光甲烷传感器 被引量：46
1
作者 庞涛 王煜 +3 位作者 夏滑 张志荣 汤玉泉 董凤忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期98-104,共7页
根据煤矿安全生产监控系统对测量甲烷浓度全量程高准确度的需要,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,设计了一种全量程一体化激光甲烷传感器.采用1 653.72nm分布式反馈半导体激光器作为系统光源,单板电路实现激光器驱动、温度控制、信号... 根据煤矿安全生产监控系统对测量甲烷浓度全量程高准确度的需要,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,设计了一种全量程一体化激光甲烷传感器.采用1 653.72nm分布式反馈半导体激光器作为系统光源,单板电路实现激光器驱动、温度控制、信号调制与解调、浓度反演.为兼顾高测量准确度和大动态测量范围,系统在低浓度时利用波长调制技术进行甲烷浓度在线检测;当气体浓度大于阈值时,自动切换到直接吸收检测技术.实验结果表明,该传感器在浓度范围为0~5%内误差小于±0.06%,在浓度范围为5~100%内误差小于真值的±6%,响应时间约为15s,满足矿井实际测量需要. 展开更多
关键词 激光吸收光谱 可调谐半导体激光器 直接吸收 波长调制 甲烷检测
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Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统 被引量：26
2
作者 张靖 陶桦 +4 位作者 卫栋 董雅宾 耿涛 王军民 彭堃墀 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期197-201,共5页
用饱和吸收光谱法对半导体激光器进行稳频 ,通过对反馈回路的优化设计 ,得到具有高信噪比的饱和吸收光谱微分误差信号 ,从而大大提高了半导体激光器的频率锁定灵敏度及长期稳定性 ,该系统可用于Rb原子的激光冷却与囚禁。
关键词 RB原子 半导体激光器 饱和吸收光谱 稳频 信噪比 反馈回路 优化设计 铷原子
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可调谐二极管激光吸收光谱氧气测量中的导数光谱处理与浓度反演算法研究 被引量：26
3
作者 何俊峰 阚瑞峰 +2 位作者 许振宇 段连飞 王小中 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期280-285,共6页
氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧... 氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧气吸收微弱信号的提取和浓度反演。根据TDLAS工作原理和吸收信号特征,对二阶导数谱用于气体浓度反演的理论依据进行了推导,在此基础上提出一种基于FIR的数字滤波方案来完成吸收信号的噪声滤除和二阶导数谱的提取。实验结果证明,该方案简单易行,提高了检测信噪比,降低了检测限,浓度反演结果准确、线性良好。 展开更多
关键词 光谱学 激光吸收光谱 浓度反演 二阶导数谱 有限冲击响应
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人血液荧光的光谱特性及其物质来源 被引量：21
4
作者 李步洪 张镇西 +1 位作者 谢树森 陈荣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1310-1313,共4页
取健康人的静脉血,首次实验测量了人血液的三维荧光光谱,并通过分析荧光激发-发射矩阵研究了血液自体荧光的物质来源。结果表明:人血液的荧光激发-发射对主要有260-630,280-340,340-460,450-520 nm,它们所对应的内源性荧光物质分别来源... 取健康人的静脉血,首次实验测量了人血液的三维荧光光谱,并通过分析荧光激发-发射矩阵研究了血液自体荧光的物质来源。结果表明:人血液的荧光激发-发射对主要有260-630,280-340,340-460,450-520 nm,它们所对应的内源性荧光物质分别来源于血液中的内源性卟啉,色氨酸,还原烟碱腺嘌呤二核苷酸(磷酸盐)和黄素腺嘌呤二核苷酸。这些物质的荧光激发效率随着激发光波长的变化而表现出显著差异。 展开更多
关键词 人血液 激光诱导荧光 吸收光谱 三维荧光光谱 激发-发射矩阵 内源性荧光物质
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信号处理改善波长调制光谱灵敏度的实验研究 被引量：19
5
作者 邵杰 高晓明 +4 位作者 袁怿谦 杨颙 曹振松 裴世鑫 张为俊 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期4638-4642,共5页
基于可调谐半导体激光吸收光谱,提出了一种新的信号处理方法用于提高吸收光谱测量的灵敏度.研究结果表明采用信号处理(DSP)可以使波长调制光谱的信噪比提高一个数量级,且测量CO2分子的时候发现一条新谱线.这些信号处理包括多次平均、数... 基于可调谐半导体激光吸收光谱,提出了一种新的信号处理方法用于提高吸收光谱测量的灵敏度.研究结果表明采用信号处理(DSP)可以使波长调制光谱的信噪比提高一个数量级,且测量CO2分子的时候发现一条新谱线.这些信号处理包括多次平均、数字低通滤波以及最小二乘法拟合.由于该方法不需要增加设备的复杂性,所以比其他噪声抑制技术更容易在实验中实施、有更实际的应用价值. 展开更多
关键词 波长调制 信号处理 半导体激光器 吸收光谱 信号处理方法 波长调制光谱 光谱灵敏度 实验 最小二乘法拟合 光谱测量
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铯分子饱和吸收谱的半导体激光器稳频 被引量：17
6
作者 孟腾飞 武跃龙 +3 位作者 姬中华 武寄洲 赵延霆 贾锁堂 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1182-1185,共4页
利用饱和吸收的方法得到了铯分子在780 nm附近X1Σg+→B1Πu能级跃迁吸收带的一段饱和吸收谱,利用铷87Rb原子饱和吸收谱的5S1/2(F=2)→5P3/2(F′=2)的跃迁线为标准确定这一段饱和吸收谱的位置。实验中对其中的5条吸收峰进行了仔细观测,... 利用饱和吸收的方法得到了铯分子在780 nm附近X1Σg+→B1Πu能级跃迁吸收带的一段饱和吸收谱,利用铷87Rb原子饱和吸收谱的5S1/2(F=2)→5P3/2(F′=2)的跃迁线为标准确定这一段饱和吸收谱的位置。实验中对其中的5条吸收峰进行了仔细观测,利用其中的一条饱和吸收峰"R5"对780 nm半导体激光器进行了稳频。测得稳频后的激光在800 s内频率的漂移小于1.5 MHz,从而提供了一种利用铯分子饱和吸收峰对780 nm半导体激光器进行稳频的新方法。此激光可以用于制备超冷基态铯分子,同时也可作为光通信波段1560 nm处的倍频参考光。 展开更多
关键词 激光光学 稳频 饱和吸收光谱 铯分子 半导体激光器
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基于激光吸收光谱技术天然气管道泄漏定量遥测方法的研究 被引量：17
7
作者 张帅 刘文清 +6 位作者 张玉钧 阮俊 阚瑞峰 尤坤 于殿强 董金婷 韩小磊 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期84-91,共8页
报道了基于激光吸收光谱学原理的天然气管道泄漏移动遥测技术,通过模拟天然气泄漏实验,分析了移动遥测的关键技术问题.为了定量遥测天然气管道微量泄漏,引入一个和剩余幅度调制(RAM)等值反相的信号对偏差进行补偿,降低RAM对谐波信号的影... 报道了基于激光吸收光谱学原理的天然气管道泄漏移动遥测技术,通过模拟天然气泄漏实验,分析了移动遥测的关键技术问题.为了定量遥测天然气管道微量泄漏,引入一个和剩余幅度调制(RAM)等值反相的信号对偏差进行补偿,降低RAM对谐波信号的影响,提高系统检测灵敏度.针对遥测回波吸收光谱特征,提出了改进软阈值小波去噪法,就提高系统信噪比而言,比传统软阈值去噪法高2倍多,同时对二次谐波(2f)信号形状也有很好的保留,通过探测限计算,系统移动遥测灵敏度达到80 ppm/m. 展开更多
关键词 激光吸收光谱技术 天然气管道泄漏 剩余幅度调制 改进软阈值小波去噪法
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基于激光吸收光谱开放式大气CO2的在线监测 被引量：14
8
作者 何莹 张玉钧 +6 位作者 阚瑞峰 夏慧 耿辉 阮俊 王敏 崔小娟 刘文清 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期10-13,共4页
二氧化碳(CO2)作为最主要的温室气体,引发的气候变化和生态环境问题已经成为世界关注的焦点,因此在线监测环境大气中CO2浓度,分析生态系统的CO2通量是重要任务。将可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术与开放式长光程技术相结合设计了... 二氧化碳(CO2)作为最主要的温室气体,引发的气候变化和生态环境问题已经成为世界关注的焦点,因此在线监测环境大气中CO2浓度,分析生态系统的CO2通量是重要任务。将可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术与开放式长光程技术相结合设计了大范围CO2监测仪,系统选择CO2在近红外1.57μm附近的吸收线,以30 s的时间分辨率对城郊大气CO2浓度进行了连续测量,得出日变化和连续监测结果。结果表明在无污染排放源的城市郊区,大气中的CO2具有明显的日变化周期性,基本特点是白天浓度低,夜间浓度高。监测仪不需要气体采样、具有高灵敏度、高分辨性、可快速在线监测、调校简单等优点,检测限可以达到4.2×10-7。为生态系统中的温室气体大范围通量监测提供了有效的方法。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 开放光程 二氧化碳
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基于多波长激光吸收光谱技术的气体浓度与温度二维分布遗传模拟退火重建研究 被引量：14
9
作者 李宁 翁春生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期6914-6920,共7页
利用可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度温度二维分布重建.设计了气体浓度温度二维分布重建测量系统,采用四路波分复用技术以减少投影光路布置数量和增加气体吸收测量信息.针对于图像重建过程中建立的非线性投影方程组,将遗传算... 利用可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度温度二维分布重建.设计了气体浓度温度二维分布重建测量系统,采用四路波分复用技术以减少投影光路布置数量和增加气体吸收测量信息.针对于图像重建过程中建立的非线性投影方程组,将遗传算法与模拟退火算法相结合进行求解,在实现全局最优搜索基础上提高算法搜索效率.建立燃烧环境下H2O浓度温度二维分布模型,借助于近红外波段1.3—1.5μm范围内4条H2O气体吸收谱线,利用数值模拟计算方法进行了气体分布重建,重建结果与模型符合得很好.通过在投影数据中添加不同比例的随机误差,考察其对气体分布重建结果的影响.研究表明,气体浓度分布重建结果对于投影误差不敏感,而增加投影误差幅值将导致温度分布重建均方误差增大。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 半导体激光器 遗传模拟退火算法 气体分布重建
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基于TDLAS技术的吸入便携式甲烷探测仪研制 被引量：13
10
作者 刘杰 董洋 +3 位作者 古明思 陈家金 谈图 高晓明 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期521-527,共7页
为了满足城市管网日常维护中对甲烷(CH4)泄漏检测的需求,研制了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的吸入便携式CH4探测仪,其重量仅为1.4 kg,体积为22 cm×10cm×10 cm。仪器内部采用中心波长为1654 nm的分布反馈式... 为了满足城市管网日常维护中对甲烷(CH4)泄漏检测的需求,研制了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的吸入便携式CH4探测仪,其重量仅为1.4 kg,体积为22 cm×10cm×10 cm。仪器内部采用中心波长为1654 nm的分布反馈式激光器作为光源,集成了物理基长8.5 cm、有效光程2.25 m的光学多通池.系统基于STM32F405单片机控制激光器产生稳定的调制激光,配合信号采集处理单元实现对吸收信号的采集,并利用数字锁相放大器提取信号中的二次谐波分量,反演得到待测气体浓度.对探测仪进行标定和稳定性实验,结果表明二次谐波信号幅值与气体浓度有良好的线性关系,系统测量精度为±3.05%,仪器的最小可探测极限为0.88 ppm,其精度与便携性满足实际检测需求。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光 吸收光谱 甲烷
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2μm附近二极管激光吸收光谱CO_2浓度测量研究 被引量：11
11
作者 范凤英 宋增云 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期216-220,共5页
采用波长2μm附近的可调谐半导体激光二极管作为光源,结合多步吸收光程和光纤传输技术,通过激光吸收光谱直接测量方法对CO2分子浓度进行测量研究。实验在标定了激光器调谐范围内17条CO2吸收谱线的波长及相应的吸收带跃迁的基础上,研究... 采用波长2μm附近的可调谐半导体激光二极管作为光源,结合多步吸收光程和光纤传输技术,通过激光吸收光谱直接测量方法对CO2分子浓度进行测量研究。实验在标定了激光器调谐范围内17条CO2吸收谱线的波长及相应的吸收带跃迁的基础上,研究了不同压力下纯CO2气体在2008nm附近的吸收光谱,由吸收信号随气体压力的变化关系得到低气压下实验装置的系统刻度因子。并进一步对样品气体的CO2浓度进行测量,测量给出CO2分子浓度为(2.754±0.145)×1016 cm-3,测量误差主要来源于目前实验中所使用的气压计的精度和读数局限性。该研究为气体分子浓度测量、同位素含量分析提供了一种光谱测量方法。 展开更多
关键词 光谱学 激光器 激光吸收光谱技术 多步吸收光程技术 气体浓度分析
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激光吸收光谱断层诊断技术测量燃烧流场研究进展 被引量：11
12
作者 洪延姬 宋俊玲 +1 位作者 饶伟 王广宇 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期43-54,共12页
激光吸收光谱断层诊断技术(TDLAT)是将可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)与计算机断层诊断技术(CT)相结合的一种新型的流场二维测量技术。该测量技术具有灵敏度高、抗噪声能力强等优势,可用于高温、高速、有毒等严苛环境下的流场监测... 激光吸收光谱断层诊断技术(TDLAT)是将可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)与计算机断层诊断技术(CT)相结合的一种新型的流场二维测量技术。该测量技术具有灵敏度高、抗噪声能力强等优势,可用于高温、高速、有毒等严苛环境下的流场监测,尤其在燃烧和推进流场测量中具有广阔的应用前景。首先介绍了TDLAT测量的基本理论,其次将TDLAT系统分为4个基本模块,即光学测量模块、数据处理模块、重建算法模块和后处理模块,分别对各模块的研究现状和关键技术进行了综述和对比分析,再次,列举了TDLAT在超燃冲压发动机、航空发动机和燃煤锅炉上的应用,最后讨论了TDLAT在燃烧流场测量中的发展趋势和有待解决的问题。介绍的TDLAT技术研究现状、关键技术及发展动态可为相关研究人员提供参考。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 断层诊断技术 光学测量 数据处理 重建算法
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基于激光吸收光谱乙炔在线监测技术的研究 被引量：11
13
作者 何莹 张玉钧 +7 位作者 阚瑞峰 夏慧 王敏 崔小娟 陈玖英 陈东 刘文清 刘建国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2228-2231,共4页
中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031摘要乙炔作为有机化工产品原料,广泛应用于化学工业中,但易燃易爆,在储存和工业生产中有必要对其进行实时在线监测。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具... 中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031摘要乙炔作为有机化工产品原料,广泛应用于化学工业中,但易燃易爆,在储存和工业生产中有必要对其进行实时在线监测。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、高灵敏、快速响应等特点,在痕量气体检测中得到了广泛的应用。文章研究了乙炔气体在近红外波段的吸收线分布特征,详细地讨论了基于近红外可调谐二极管激光吸收光谱技术的乙炔在线监测系统设计方案;建立了实验测量系统,研究了信号检测方法和浓度反演算法,对长度10cm的样品池和已知标准浓度乙炔气体配制的不同浓度乙炔气体进行检测,检测限可以达到1.46cm3.m-3;进行了动态检测实验,测量结果具有较好的稳定性和可靠性。分析表明系统设计方案可行,由此发展的乙炔在线监测系统可用于乙炔储存、运输和使用过程中泄漏报警。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 乙炔(C2H2) 在线监测 泄漏报警
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基于QCL的红外吸收光谱技术的研究进展 被引量：10
14
作者 张怀林 吴涛 何兴道 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2751-2757,共7页
量子级联激光器作为一种新型的单极型半导体激光器,其峰值发射波长处于中红外波段(2.5~25μm),具有功率高、线宽窄、响应速率快等传统半导体激光器所没有的独特优势,且具有较高的探测灵敏度,非常适合中红外波段的气体分子的检测。可广... 量子级联激光器作为一种新型的单极型半导体激光器,其峰值发射波长处于中红外波段(2.5~25μm),具有功率高、线宽窄、响应速率快等传统半导体激光器所没有的独特优势,且具有较高的探测灵敏度,非常适合中红外波段的气体分子的检测。可广泛应用于大气痕量气体、呼吸气体、燃烧气体、生化气体、机动车尾气、工业废气以及农药残留气体等低浓度气体的检测。因此,利用量子级联激光器对气体分子进行探测在非侵入式医学诊断、环境监测以及工农业生产等领域都具有十分重要的意义。自20世纪末量子级联激光器发明以来,室温激光器的性能得到了长足的进步,也出现了多种结构形式的量子级联激光器。这也使得量子级联激光器红外吸收光谱技术得到了很大的发展。事实上,很多光谱技术在量子级联激光器发明之前就已经得到了发展和应用,而利用量子级联激光器作为光源则在很大程度上扩展了可探测波段,也在一定程度上提高了探测极限。这其中就包括了直接吸收光谱技术、波长调制技术、腔衰荡光谱技术、腔增强吸收光谱技术以及光声光谱等。综述了国内外量子级联激光器进行红外吸收光谱技术的研究现状和发展趋势,分析了量子级联激光器红外吸收光谱技术在发展过程中所遇到的瓶颈以及后期得到的解决方案,比较详细地介绍了各种方法的原理、应用,并指出了在吸收光谱测量中的优缺点,同时对外场痕量气体探测作了简要总结。最后,对量子级联激光器红外吸收光谱技术在未来痕量气体探测上的应用和发展进行了展望,指出随着红外吸收光谱技术的快速发展,这些方法可以得到更有效的改进和发展,进而朝着高灵敏度、高集成度以及高时效方向发展。 展开更多
关键词 量子级联激光器 红外吸收光谱技术 气体检测
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TDLAS氧气测量系统中激光器调谐性能测试与优化 被引量：9
15
作者 何俊峰 胡军 +2 位作者 阚瑞峰 许振宇 王涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期577-581,共5页
TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)技术以其分子光谱高选择性、速度快、灵敏度高、非接触测量等难以取代的优势,成为燃烧过程诊断等应用的首选,可以有效用于氧气测量。DFB(分布反馈)半导体激光器以其体积小、功耗低、寿命长、线宽窄、波... TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)技术以其分子光谱高选择性、速度快、灵敏度高、非接触测量等难以取代的优势,成为燃烧过程诊断等应用的首选,可以有效用于氧气测量。DFB(分布反馈)半导体激光器以其体积小、功耗低、寿命长、线宽窄、波长可调谐等优点成为TDLAS系统的主要选择,而其调谐特性是制约系统测量性能的关键因素。根据TDLAS氧气测量系统工作要求,采用一种简单易行的实验方法对系统中用到的764 nm DFB激光器的电流波长、温度波长和电流功率等重要调谐特性进行了测试和分析,发现出射光谱窄线宽、高边模抑制比和宽波长可调谐范围等特点明显,电流波长调谐曲线近似但并非严格线性、调谐速率约0.023 n·mA^(-1),温度越高阈值电流越大、PI曲线也并非严格线性,温度调谐特性曲线线性较好、波长温度调谐速率基本保持恒定约为0.056 nm·℃^(-1)。可见各种调谐曲线的非线性失真比较明显,影响氧气测量精度。温度调谐非线性可以通过温控精度的提高来消除,电流功率调谐非线性可以通过设置参考光强来消除。为了进一步解决电流波长调谐非线性问题,根据DFB半导体激光器的调谐机理和电流波长测试结果的多项式拟合,考虑通过DA控制注入电流的方式对电流波长调谐非线性进行补偿。这种方法针对不同激光器只需在系统初次工作之前进行一次多项式拟合,方案合理、实现简单且不影响测量过程。实验证明,补偿之后的λI曲线线性拟合残差小于1 pm,远小于补偿前的22 pm,效果明显,为氧气各种参数TDLAS精确测量和反演提供了依据。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 分布反馈半导体激光器 调谐特性 线性补偿
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大尺度区域水汽浓度激光检测方法的研究 被引量：9
16
作者 何莹 张玉钧 +4 位作者 王立明 尤坤 周毅 孙晓敏 刘振民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期608-612,共5页
为了实现大尺度区域下大气中水汽浓度的高灵敏度、高精确性、快速响应检测,与遥感反演的数据进行校正,采用了TDLAS直接吸收技术结合开放式监测的方法。选择水汽分子在1.27μm附近的单根吸收谱线为目标谱线,设计了大尺度区域水汽激光检... 为了实现大尺度区域下大气中水汽浓度的高灵敏度、高精确性、快速响应检测,与遥感反演的数据进行校正,采用了TDLAS直接吸收技术结合开放式监测的方法。选择水汽分子在1.27μm附近的单根吸收谱线为目标谱线,设计了大尺度区域水汽激光检测系统。结合多次反射池验证了系统性能,40m光程下极限灵敏度为14.803mmol.mol-1。利用本系统在中国科学院禹城综合试验站完成了1 420m光程下的连续外场实验,系统工作稳定,并与同场地涡度相关观测系统中的气体分析仪LI-7500的测量数据进行了对比,数据一致性较好。为在复杂野外非均匀下垫面的水汽浓度变化的监测提供新方法。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 开放光路 水汽 大尺度区域
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高温氨逃逸激光原位监测的浓度反演算法 被引量：9
17
作者 何莹 张玉钧 +2 位作者 王立明 尤坤 高彦伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期897-901,共5页
对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53μm的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃... 对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53μm的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃逸原位监测方法,并设计了相应的开放光路测量系统。分析了高温环境下温度对测量的影响,研究了温度修正方法,并设计了烟道现场氨浓度免定标精确反演算法,由实验得出最大相对检测误差为1.5%。通过工业现场的安装运行验证了文中系统的工程实用性和算法的可靠性,对于我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。 展开更多
关键词 氨逃逸 激光吸收光谱 温度修正 浓度反演 原位监测
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激光吸收光谱技术测量非均匀燃烧流场研究进展 被引量：9
18
作者 洪延姬 宋俊玲 +1 位作者 王广宇 刘昭然 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期724-736,共13页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有非侵入性、灵敏度高和时间响应快等优点,将激光吸收光谱技术与最小二乘法、计算机断层扫描重建技术(CT)相结合,可以实现对非均匀燃烧流场的分布测量。首先简要介绍了激光吸收光谱技术的发展历... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有非侵入性、灵敏度高和时间响应快等优点,将激光吸收光谱技术与最小二乘法、计算机断层扫描重建技术(CT)相结合,可以实现对非均匀燃烧流场的分布测量。首先简要介绍了激光吸收光谱技术的发展历程及测量基本原理,然后分别对激光吸收光谱技术测量非均匀流场一维分布、二维分布的国内外研究现状及关键技术进行了综述,比较分析了二维非均匀流场诊断实验中旋转和固定两种安装模式的优缺点及相对应的光线布局,总结了用于流场二维重建的相关重建算法,最后讨论了激光吸收光谱技术测量非均匀流场研究工作的发展趋势和有待解决的相关问题。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 非均匀燃烧流场 最小二乘法 计算机断层扫描重建技术 重建算法
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调谐激光吸收光谱波长偏移修正算法研究 被引量：8
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作者 唐七星 张玉钧 +7 位作者 陈东 张恺 何莹 尤坤 刘国华 鲁一冰 范博强 余冬琪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3328-3333,共6页
可调谐半导体激光器具有线宽窄、波长扫描快、室温工作等特点,基于可调谐半导体激光器构成的激光吸收光谱气体测量系统在大气环境检测、工业生产过程在线检测中得到了广泛的应用。在实际测量系统中,由于可调谐半导体激光器中心波长受温... 可调谐半导体激光器具有线宽窄、波长扫描快、室温工作等特点,基于可调谐半导体激光器构成的激光吸收光谱气体测量系统在大气环境检测、工业生产过程在线检测中得到了广泛的应用。在实际测量系统中,由于可调谐半导体激光器中心波长受温度等因素的影响发生偏移,如不进行中心波长校正,将造成序列光谱数据重叠,处理后的光谱线型发生展宽,进而影响后续的光谱线型拟合,对气体浓度的反演精度产生影响。一般采用参考光谱吸收谱线寻峰方法进行序列光谱数据偏移的对齐,但光谱数据中的随机噪声、背景噪声、漂移噪声等因素影响峰线波长的精度。为了降低上述因素的影响,提出一种改进的时域相关光谱修正算法,首先对光谱信号进行自相关,在一定程度上提高光谱信号的信噪比,然后再进行时域互相关处理,能够准确的计算出激光器波长偏移量,减少由此造成的光谱线型展宽的影响,提高了浓度反演精度和测量稳定性。在激光吸收光谱气体浓度检测实验系统中进行了实验验证,评估结果中,原始数据标准差为1.482 8,谱线寻峰方法与时域相关方法修正后数据标准差分别为0.433 9和0.293 6,改进的时域相关修正方法修正后数据标准差为0.132 5,改进的时域相关修正方法相关系数均优于0.992,欧式距离的标准差为1.726 4。系统稳定性评估中改进方法波长漂移修正后标准偏差为0.144 3。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 激光器波长偏移 时域相关 谱线寻峰
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可调谐激光吸收光谱技术应用于高温环境下CO的测量 被引量：8
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作者 姚华 王飞 +4 位作者 许婷 姜治深 池涌 严建华 岑可法 《热力发电》 CAS 北大核心 2011年第11期42-45,51,共5页
基于可调谐二极管激光吸收谱线(TDLAS)技术和波长调制技术(WMS),选用2 302.12nm处的吸收谱线,在1 000K高温环境下对CO浓度进行测量。结果表明:直接测量法最大误差小于5%;WMS技术测量最大误差小于3%,单位光程的最小探测极限可达20×1... 基于可调谐二极管激光吸收谱线(TDLAS)技术和波长调制技术(WMS),选用2 302.12nm处的吸收谱线,在1 000K高温环境下对CO浓度进行测量。结果表明:直接测量法最大误差小于5%;WMS技术测量最大误差小于3%,单位光程的最小探测极限可达20×10-6,两种方法的拟合曲线系数均大于0.99。其中,WMS方法可有效地抑制低频噪音,提高系统的灵敏度,测量值更接近于实际值。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 CO测量 波长调制 二次谐波 高温
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