基于TDLAS甲烷检测系统压强补偿的研究

1

作者 朱傲 孟腾飞 武海东 《太原师范学院学报（自然科学版）》 2024年第1期71-75,共5页

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,在1653 nm波段结合波长调制光谱吸收技术(WMS),使用光程为14 m长的Herriott型多光程池组成了气体检测系统,并通过此系统在常温常压的条件下,对CH4进行测量实验,其中拟合决定系数为0.998.为了分析压强... 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,在1653 nm波段结合波长调制光谱吸收技术(WMS),使用光程为14 m长的Herriott型多光程池组成了气体检测系统,并通过此系统在常温常压的条件下,对CH4进行测量实验,其中拟合决定系数为0.998.为了分析压强对二次谐波信号的影响,通过此系统测量了不同压强对应的二次谐波信号,将二次谐波信号幅值与压强进行线性拟合,线性关系良好.通过二次谐波过零点间距的解析式计算得到被测气体压强,并通过拟合公式实现无需压力传感装置的压强补偿功能,在负压情景下的工业测量具有较广泛的应用前景. 展开更多

关键词 气体检测系统 吸收光谱技术 二次谐波信号 压强补偿

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工作场所重金属检测技术对比与选择分析

2

作者 吴英 《当代化工研究》 CAS 2023年第24期64-66,共3页

本文以某工作场所范围内的土壤重金属检测为例,对两种检测技术在其中的适用性进行对比分析,包括电感耦合等离子体质谱检测技术以及原子吸收光谱检测技术。经分析发现,相比较电感耦合等离子体质谱检测技术而言,原子吸收光谱检测技术在该... 本文以某工作场所范围内的土壤重金属检测为例,对两种检测技术在其中的适用性进行对比分析,包括电感耦合等离子体质谱检测技术以及原子吸收光谱检测技术。经分析发现,相比较电感耦合等离子体质谱检测技术而言,原子吸收光谱检测技术在该工作场所土壤重金属检测中更具应用优势。希望通过本次的分析,可以为工作场所土壤重金属检测技术的合理选用及其检测质量的提升提供一定参考。 展开更多

关键词 重金属检测 电感耦合 等离子体质谱 原子吸收光谱 检测技术

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基于中空波导光纤的CO2气体传感器稳定性的研究 被引量：2

3

作者 张倩倩 吴涛 +5 位作者 孙城林 叶谌雯 王梦宇 范乐康 刘洋 何兴道 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第15期219-226,共8页

激光器受到诸如热波动和机械振动等低频因素扰动时会发生激光波长漂移和光强波动,进而会影响系统的测量精度。使用波长为2.73μm的分布式反馈(DFB)激光器作为探测光源,搭建一套基于中空波导光纤的CO2气体传感系统,该系统采用CO2的三次... 激光器受到诸如热波动和机械振动等低频因素扰动时会发生激光波长漂移和光强波动,进而会影响系统的测量精度。使用波长为2.73μm的分布式反馈(DFB)激光器作为探测光源,搭建一套基于中空波导光纤的CO2气体传感系统,该系统采用CO2的三次谐波吸收信号(3f)来实现激光器的稳频,再利用谐波信号来反演CO2的浓度。实验中对标准CO2气体进行长时间测量,分别利用二次谐波(2f)、稳频条件下的二次谐波(2f-lock)、二次谐波比一次谐波(2f/1f)、稳频条件下二次谐波比一次谐波(2f/1f-lock)4种测量方法对系统进行分析。2f-lock条件下得到的系统测量精度为0.001255,比2f条件下的提高了2.4倍;2f/1f-lock条件下得到的系统测量精度为0.00138,比2f/1f条件下的提高了2.34倍。2f/1f-lock方法得到的系统稳定时间最长,为210 s,探测极限最低,为4.24×10^(-5)。综合分析,2f/1f-lock是4种方法中最优的。在2f/1f-lock条件下,对测得的数据进行Kalman滤波,得到滤波后系统的测量精度为0.0002786,相较于未滤波前提高了4.95倍。 展开更多

关键词 传感器 激光吸收光谱 稳频技术 谐波技术 二氧化碳

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宽带差分吸收光谱与区域毒气探测技术的研究

4

作者 朱弘 《化学分析计量》 CAS 2011年第5期70-73,共4页

论述了气体的吸收光谱与区域有害气体光谱探测技术的基本原理,探讨了差分吸收光谱技术,提出了区域远程毒气快速探测的实现方法,介绍了宽光谱光束探测痕量气体入侵、多组光谱仪测试,利用差分吸收光谱法研究出毒气报警系统,并对仪器的发... 论述了气体的吸收光谱与区域有害气体光谱探测技术的基本原理,探讨了差分吸收光谱技术,提出了区域远程毒气快速探测的实现方法,介绍了宽光谱光束探测痕量气体入侵、多组光谱仪测试,利用差分吸收光谱法研究出毒气报警系统,并对仪器的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 吸收光谱 差分吸收光谱技术有害气体探测 对比分析

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TDLAS直接吸收法测量CO_2的基线选择方法 被引量：20

5

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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腔增强吸收光谱技术研究进展及其应用 被引量：15

6

作者 韩荦 夏滑 +7 位作者 董凤忠 张志荣 庞涛 孙鹏帅 吴边 崔小娟 李哲 余润磬 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期37-48,共12页

腔增强吸收光谱技术具有实验装置相对简单、灵敏度高、环境适应性强等特点,是高灵敏吸收光谱技术的重要组成部分。随着半导体材料和封装工艺的发展,腔增强吸收光谱技术在光路结构、光源选择、以及与其他光谱技术的联合应用方面有了极大... 腔增强吸收光谱技术具有实验装置相对简单、灵敏度高、环境适应性强等特点,是高灵敏吸收光谱技术的重要组成部分。随着半导体材料和封装工艺的发展,腔增强吸收光谱技术在光路结构、光源选择、以及与其他光谱技术的联合应用方面有了极大的改进和拓展,在环境监测、医疗诊断、国防建设、工业生产等领域有广阔的应用前景。对腔增强吸收光谱技术的研究现状、发展趋势、应用领域等方面进行详细的论述,从腔增强吸收光谱技术的基本物理原理出发,基于不同的光源描述常见的实验配置,其次对改进光路几何结构的系统性能进行相关分析研究,此外概述了腔增强光谱技术与其他技术的联用情况,并总结了目前该技术在不同领域的应用,最后对各装置的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 光谱学 腔增强吸收光谱技术 谐振腔 痕量气体检测 同位素分析

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微型紫外光谱仪分析系统的研究 被引量：7

7

作者 黄良坤 温泉 +4 位作者 温志渝 庾繁 刘海涛 洪明坚 谢瑛珂 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期264-270,共7页

针对微型紫外光谱仪应用设计要求,开展了紫外光谱仪系统研究,完成了Ⅳ型光学系统设计。研制出在线实时分析的微型紫外光谱仪,对样机主要参数的测试表明:其工作波长为200~400nm,分辨率达0.31nm,波长准确性为±0.1nm,信噪比为507∶1... 针对微型紫外光谱仪应用设计要求,开展了紫外光谱仪系统研究,完成了Ⅳ型光学系统设计。研制出在线实时分析的微型紫外光谱仪,对样机主要参数的测试表明:其工作波长为200~400nm,分辨率达0.31nm,波长准确性为±0.1nm,信噪比为507∶1。通过12h系统稳定性测试,结果表明该样机光谱波动小于0.47%,达到了光谱仪长期工作的稳定性要求。在25℃的实验条件下通过SO2气体对光谱仪性能进行测试,基于差分吸收光谱技术理论,完成了标准气体的差分吸收截面计算。通过连续24h对质量浓度为20~100mg/m3的SO2进行测试,结果表明光谱仪测试数据反演质量浓度的波动性小于1%,线性误差小于0.6%,最大示值误差为-0.56mg/m^3。 展开更多

关键词 光谱学 紫外光谱仪 Ⅳ型光学系统设计 差分吸收光谱技术 SO2

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基于波长调制光谱技术的二氧化碳浓度测量 被引量：7

8

作者 王雪梅 刘石 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2017年第5期356-361,共6页

以可调谐激光二极管吸收光谱技术为基础,结合波长调制光谱技术,对不同体积浓度的二氧化碳气体进行检测。分别分析正弦波调制信号的不同调制电压及调制频率对二次谐波信号波形及峰值的影响。结果显示当调制电压为0.25 V、调制频率为10 kH... 以可调谐激光二极管吸收光谱技术为基础,结合波长调制光谱技术,对不同体积浓度的二氧化碳气体进行检测。分别分析正弦波调制信号的不同调制电压及调制频率对二次谐波信号波形及峰值的影响。结果显示当调制电压为0.25 V、调制频率为10 kHz时,得到的二次谐波信号较好。在此基础上,利用实验室中搭建的单光路测量系统对不同浓度的CO_2气体进行检测,得到气体浓度与二次谐波峰值线性相关系数为0.998,系统的检测极限为450 ppm。研究为该类系统调制系数的选择提供了实验依据,为工业应用打下了基础。 展开更多

关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制光谱技术 调制系数 浓度测量

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基于TDLAS检测技术的甲烷体积分数场重建研究 被引量：7

9

作者 张旭 曹树亚 +4 位作者 郭腾霄 董力强 杨柳 原博 丁学全 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期577-582,共6页

为了实现对甲烷体积分数场的2维分布重建,基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)检测技术,以甲烷为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷氮气混合气的吸收光谱信号,通过代数重建算法对甲烷体积分数进行了模拟重建和实验研究,模拟... 为了实现对甲烷体积分数场的2维分布重建,基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)检测技术,以甲烷为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷氮气混合气的吸收光谱信号,通过代数重建算法对甲烷体积分数进行了模拟重建和实验研究,模拟重建采用了6×6共36个方格的正方形重建区域,假定一个方形区域内具有空穴的体积分数分布,模拟24条光束从4个方向穿过重建区域,获取了模拟光线下的投影值。结果表明,经过重复实验统计均方根误差在2.58%,对模拟投影信号加入不同信噪比(5%,10%,20%)的高斯白噪声之后再进行重建,均方根误差分别在4.17%~9.30%之间;实验研究采取面源泄露式扩散方式,并通过在中心附近放置石英柱的方式人为制造体积分数空穴,形成非均匀体积分数场,通过对放置障碍物前后的重建结果对比,能够看到在空穴位置有明显的体积分数下降。TDLAS技术与计算机断层重建技术在气体体积分数场的局部分布检测上有可行性,具备作为有毒有害气体云团体积分数分布检测手段的潜力。 展开更多

关键词 光谱学 2维分布重建 代数重建算法 可调谐半导体激光吸收光谱检测技术

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基于波长调制技术的燃烧室出口温度分布TDLAT测试方法 被引量：2

10

作者 刘重阳 许振宇 +1 位作者 黄安 宋文艳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期116-126,共11页

为给未来高推质比航空发动机燃烧室出口温度分布测试作技术储备,以某单管燃烧室为研究对象,采用可调谐半导体激光吸收层析成像(TDLAT)技术,在0.5~0.8 MPa压力环境下,研究了基于波长调制(WMS)技术的燃烧室出口温度分布测试方法的工程适... 为给未来高推质比航空发动机燃烧室出口温度分布测试作技术储备,以某单管燃烧室为研究对象,采用可调谐半导体激光吸收层析成像(TDLAT)技术,在0.5~0.8 MPa压力环境下,研究了基于波长调制(WMS)技术的燃烧室出口温度分布测试方法的工程适用性。结果表明:通过多光路正交测量的方式,利用扣除背景的归一化波长调制光谱模型、变量轮换迭代反演及计算层析(CT)技术,可以实现具有时空分辨性的燃烧室出口温度分布式测量;场分布重建结果能够较正确地反映出燃气温度和H_(2)O气体积分数随进口参数变化的趋势与特征;受燃烧流场的不均匀性、光谱模型建立与光谱参数标定的不准确、反演与重建算法的不完善等因素的影响,TDLAS测温均值低于热电偶测量结果,相对误差在15%~23%之间,测量数据的准确度距工程应用需求还有一定的差距。 展开更多

关键词 吸收光谱 波长调制技术 燃烧室 出口温度分布 重建

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基于TDLAS的高温氧气标定方法研究

11

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技术的硫化氢气体浓度检测应用 被引量：5

12

作者 吕晓翠 李德刚 《石油化工自动化》 CAS 2022年第3期69-72,共4页

因硫化氢有毒有害的特性,在工业生产过程中需对其浓度进行检测。介绍了可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)气体分析系统工作原理及系统组成,以监测天然气脱硫过程中的硫化氢浓度为应用案例,采用基于TDLAS的分析系统进行浓度分析。通... 因硫化氢有毒有害的特性,在工业生产过程中需对其浓度进行检测。介绍了可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)气体分析系统工作原理及系统组成,以监测天然气脱硫过程中的硫化氢浓度为应用案例,采用基于TDLAS的分析系统进行浓度分析。通过模拟天然气应用场景产生的硫化氢混合气体,采用化学计量学方法计算硫化氢浓度,结果显示该分析系统满足当前石化行业对痕量气体的测量需求,且具有非接触式、反应迅速、测量精确等优点。 展开更多

关键词 硫化氢 天然气 调制吸收光谱技术 比尔-朗伯定律 化学计量学

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锁频技术在腔衰荡光谱检测中的研究进展及典型应用

13

作者 胡誉元 貊泽强 +3 位作者 唐吉龙 朱媛 余锦 魏志鹏 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第9期89-100,共12页

锁频技术极大地促进了腔衰荡光谱技术在光谱吸收领域的发展,使腔衰荡光谱技术具有更高精度、更好灵敏度以及更稳定等优势。本文基于经典腔衰荡光谱技术和锁频技术基本原理,对锁频技术在吸收光谱领域的研究现状以及在大气痕量气体等不同... 锁频技术极大地促进了腔衰荡光谱技术在光谱吸收领域的发展,使腔衰荡光谱技术具有更高精度、更好灵敏度以及更稳定等优势。本文基于经典腔衰荡光谱技术和锁频技术基本原理,对锁频技术在吸收光谱领域的研究现状以及在大气痕量气体等不同领域的应用进行综述,列举了几种现阶段腔衰荡光谱领域使用较多的锁频技术并对其进行了分析。最后结合现阶段锁频技术和腔衰荡光谱技术的发展趋势对锁频技术的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 光谱学 腔衰荡吸收光谱 锁频技术 气体检测

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基于LabVIEW的TDLAS检测系统多参数影响研究 被引量：4

14

作者 叶玮琳 涂子涵 +7 位作者 肖旭鹏 周波 潘易宇 郑志丹 吴涛 吴福培 徐严平 郑传涛 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期141-148,共8页

在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)红外气体检测系统中,用来表征气体体积分数大小的二次谐波信号,易受到各类硬件参数的影响。基于比尔朗伯定律与HITRAN数据库,使用LabVIEW研究参数对二次谐波的谐波幅值、对称度、峰宽的影响,... 在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)红外气体检测系统中,用来表征气体体积分数大小的二次谐波信号,易受到各类硬件参数的影响。基于比尔朗伯定律与HITRAN数据库,使用LabVIEW研究参数对二次谐波的谐波幅值、对称度、峰宽的影响,并进行了谐波优化仿真实验。结果表明:对于一般TDLAS检测系统,应优先选择合适的扫描幅度与滤波器阶数,使得谐波波形完整且不失真;然后尽可能增大谐波幅值与峰宽,得出最佳调制度;最后根据系统需求和自身硬件基础,选择合适的调制频率与扫描频率。 展开更多

关键词 二次谐波 红外检测技术 可调谐二极管激光吸收光谱技术 谐波幅值 谐波对称度 谐波峰宽

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食品中常见重金属污染的检测技术

15

作者 刘位杰 《食品安全导刊》 2023年第24期168-170,共3页

本文阐述了食品中常见重金属的来源与危害,并重点介绍了现阶段常用于食品重金属检测的技术手段,包括原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法、酶联免疫吸附检测法和紫外分光光度法等,为判断食品是否安全提供事实依据,为保障食品安全、促进食... 本文阐述了食品中常见重金属的来源与危害,并重点介绍了现阶段常用于食品重金属检测的技术手段,包括原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法、酶联免疫吸附检测法和紫外分光光度法等,为判断食品是否安全提供事实依据,为保障食品安全、促进食品行业健康发展提供有益帮助。 展开更多

关键词 重金属污染 原子吸收光谱法 酶联免疫吸附检测技术

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变压器油中溶解甲烷实时监测系统设计

16

作者 曹旺 万元 +2 位作者 李橙橙 廖学顺 吴昊天 《电工技术》 2023年第21期182-185,共4页

针对变压器放电性故障的标志性气体——甲烷的在线监测需求,研制了一种基于可调谐半导体激光器技术的变压器油中溶解甲烷实时监测系统。系统搭建了中心波长为1563 nm的N型DFB激光器与光程长度为12 m的怀特池的光学检测模块,结合动态顶... 针对变压器放电性故障的标志性气体——甲烷的在线监测需求,研制了一种基于可调谐半导体激光器技术的变压器油中溶解甲烷实时监测系统。系统搭建了中心波长为1563 nm的N型DFB激光器与光程长度为12 m的怀特池的光学检测模块,结合动态顶空脱气法设计了油气分离模块,研发了基于STM32与上位机的控制模块,实现了注油、脱气、测量、回油等功能,测量周期约为30 min。实验结果表明,二次谐波峰谷值与气体浓度具有极好的线性关系,线性拟合误差为0.999,系统的最小检测下限低于0.5μL/L,气相同浓度多次测试结果之间的误差控制在0.5%以内,测量精度与稳定性满足变压器的甲烷监测需要。 展开更多

关键词 变压器 甲烷 可调谐半导体激光器技术 实时监测

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车载激光甲烷遥测系统的设计 被引量：4

17

作者 郭东歌 陈海永 +3 位作者 贾林涛 郑国锋 冯山虎 武传伟 《计算机测量与控制》 2020年第7期9-13,共5页

为了解决传统燃气巡检设备检测效率低、检测距离近的问题,文章结合可调谐激光吸收光谱技术和地物的后向散射特性,设计了一套车载激光甲烷遥测系统,并进行了模拟测试;测试结果表明,该系统对甲烷气体的最低检测限为5μmol/mol·m,可... 为了解决传统燃气巡检设备检测效率低、检测距离近的问题,文章结合可调谐激光吸收光谱技术和地物的后向散射特性,设计了一套车载激光甲烷遥测系统,并进行了模拟测试;测试结果表明,该系统对甲烷气体的最低检测限为5μmol/mol·m,可探测距离150米,体积分数为0.1%的甲烷气体泄漏,并能在车速为50km/h行驶时,检测到燃气泄漏点,检测距离远、响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强,很好的满足实际探测需要;通过燃气公司实际应用表明,该系统极大地提高了燃气巡检效率,减少了燃气巡检周期,非常适合长输管线的快速巡检,实用性强。 展开更多

关键词 天然气 可调谐激光吸收光谱技术 激光遥测 积分浓度

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基于光谱遥测技术的烟羽二维分布快速成像 被引量：3

18

作者 张强 谢品华 +5 位作者 徐晋 李昂 胡肇琨 田鑫 黄业园 刘文清 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期209-219,共11页

基于大气污染物二维分布遥测系统,开展了被动成像差分吸收光谱技术和图像优化算法相结合的大气污染物二维分布遥测研究。将紫外光谱和可视化图像的双通道系统相结合,实现了污染物浓度信息与可视化图像的精确匹配。针对复杂背景下污染物... 基于大气污染物二维分布遥测系统,开展了被动成像差分吸收光谱技术和图像优化算法相结合的大气污染物二维分布遥测研究。将紫外光谱和可视化图像的双通道系统相结合,实现了污染物浓度信息与可视化图像的精确匹配。针对复杂背景下污染物的数据处理问题,尤其是受浓烟、障碍物遮挡等情况下的数据缺失问题,对观测值进行筛选和处理,再结合烟羽扩散模型和曲面三次样条插值算法对整个区域内的浓度信息进行优化,从而快速获得高空间分辨的污染物二维分布图像信息。 展开更多

关键词 光谱学 差分吸收光谱技术 紫外光谱成像遥测 二维分布 高斯烟羽扩散模型

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基于光谱吸收的CO_(2)气体检测系统 被引量：2

19

作者 宫卫华 张婷婷 +5 位作者 魏玉宾 王兆伟 李艳芳 张秦端 刘统玉 张伟 《山东科学》 CAS 2022年第6期103-108,共6页

针对CO_(2)气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO_(2)气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻... 针对CO_(2)气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO_(2)气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻峰,以提高检测系统的稳定性与准确性。通过对系统的标定与校准,系统测量相对误差小于0.8%,系统重复性小于0.06%,响应时间不超过18 s,对空气中CO的体积分数进行连续4 h监测,其值的波动范围为360×10^(-6)-400×10^(-6)。试验结果表明该系统具有较好的稳定性与可靠性,可满足CO_(2)气体实时在线监测的应用需求。 展开更多

关键词 二氧化碳 可调谐半导体激光吸收光谱技术 气体检测 参考光路

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应用自适应滤波的天然气中H_(2)S浓度反演系统 被引量：1

20

作者 李国林 吴赟辉 +2 位作者 张泽成 张雪娜 邢兰昌 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第8期65-71,145,共8页

在石油化工生产过程中,天然气中硫化氢(HS)气体存在一定的泄露风险。由于HS具有腐蚀性和剧毒特性,严重危害人身的生命健康安全,因此对天然气中H_(2)S气体进行痕量检测具有重要意义。基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长调制... 在石油化工生产过程中,天然气中硫化氢(HS)气体存在一定的泄露风险。由于HS具有腐蚀性和剧毒特性,严重危害人身的生命健康安全,因此对天然气中H_(2)S气体进行痕量检测具有重要意义。基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)和波长调制技术(WMS),选取H_(2)S气体在1590.6 nm的近红外光谱作为目标吸收峰,采用中心波长为1590 nm的分布式反馈(DFB)激光器(SN:16110883)、光程为20 m的Herriot气室和响应范围为800~1700 nm的In GaAs探测器,利用经典最小二乘(CLS)算法反演气体浓度,利用LMS(least mean square)自适应滤波器代替传统带通滤波器,对输入到数字正交锁相放大器的信号做预处理,开展天然气中HS气体的痕量检测实验研究。实验结果表明:天然气中HS浓度反演系统的检测下限可达1μmol/mol;经3h的稳定性测试,当积分时间为134 s时,其检测极限可达到89 nmol/mol;最后开展抗干扰性实验,当作为背景气体的甲烷(CH_(4))和二氧化碳(CO_(2))分别从0~100μmol/mol和100~0μmol/mol变化时,HS气体测量误差最大仅为0.42μmol/mol。因此将LMS自适应滤波器应用到数字正交锁相放大器的前端作为预处理单元,改善了天然气中HS浓度反演系统的信噪比,提高了系统的稳定性与鲁棒性。 展开更多

关键词 LMS自适应滤波器 数字正交锁相放大器 硫化氢检测 可调谐二极管激光吸收光谱技术

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