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一种中红外差分甲烷检测仪的研制 被引量：2
1
作者 郑悦 党佩佩 +2 位作者 叶玮琳 郑传涛 王一丁 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期366-373,共8页
根据甲烷(CH4)分子在中红外波段的吸收特性并利用宽光谱红外热辐射光源(IR55),研制了一种基于中红外吸收光谱技术的双通道差分CH4检测仪。通过对双通道探测器(3.31μm和3.90μm)输出的两路信号进行差分处理,有效抑制了系统噪声。给出了... 根据甲烷(CH4)分子在中红外波段的吸收特性并利用宽光谱红外热辐射光源(IR55),研制了一种基于中红外吸收光谱技术的双通道差分CH4检测仪。通过对双通道探测器(3.31μm和3.90μm)输出的两路信号进行差分处理,有效抑制了系统噪声。给出了系统的检测原理和结构,表征了光源和探测器的光学特性。为了提高聚光效率并增大光程,设计制作了球面反射镜开放气室,其半径约20cm。配备了16种不同浓度的CH4气体样品,开展了气体标定实验,得到了气体浓度与双通道信号幅值电压的关系表达式。误差实验结果显示,对1 6种气体样品的检测误差小于12.4%。对体积分数为5×10-4的CH4气体样品开展的长达10h的浓度测量实验表明,检测结果的相对波动范围为±10%。对测得的实验结果进行数理统计,其标准差为2.06×10-5,进而得到该检测仪的检测下限约为6.18×10-5。 展开更多
关键词 光电检测 红外技术与应用 甲烷(ch4)检测 气室优化
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基于ATmega16L单片机的矿用甲烷和温度监测仪设计 被引量：1
2
作者 崔陆军 王佩雪 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第11期17-18,34,共3页
为了满足在采煤矿区恶劣环境下对甲烷浓度和温度数据进行精确测量、同步采集的需求,提出了一种以Atmega16L单片机为核心的监测仪设计方案。监测仪采用红外甲烷传感器和单总线数字式温度DS18B10传感器分别对甲烷浓度和温度进行准确测量,... 为了满足在采煤矿区恶劣环境下对甲烷浓度和温度数据进行精确测量、同步采集的需求,提出了一种以Atmega16L单片机为核心的监测仪设计方案。监测仪采用红外甲烷传感器和单总线数字式温度DS18B10传感器分别对甲烷浓度和温度进行准确测量,实现了对采煤层多点温度的精确采集,将采集的甲烷浓度和温度数据发送至地面集中监控系统,实现了对采煤层甲烷浓度和温度数据的动态显示、查询等功能。测试表明:该监测仪具有成本低、易于扩展、用户界面操作简单等优点,可以在各种复杂的采煤现场下实现对甲烷浓度和温度数据的高效而准确的采集和传输。 展开更多
关键词 甲烷(ch4)监测 温度监测 AVR单片机
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基于波长调制光谱非线性特征的气体浓度宽量程检测方法 被引量：1
3
作者 王前进 孙鹏帅 +5 位作者 张志荣 蔡永军 黄文彪 庞涛 夏滑 吴边 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期206-212,共7页
针对石油化工、煤矿安全等领域对气体浓度宽量程检测的需求,对波长调制光谱检测气体浓度时的非线性特征进行了研究,提出仅用波长调制方法实现气体浓度的宽动态范围测量。该方法根据激光吸收光谱技术原理,对吸收项及其泰勒展开式进行分析... 针对石油化工、煤矿安全等领域对气体浓度宽量程检测的需求,对波长调制光谱检测气体浓度时的非线性特征进行了研究,提出仅用波长调制方法实现气体浓度的宽动态范围测量。该方法根据激光吸收光谱技术原理,对吸收项及其泰勒展开式进行分析,在小吸收度时采用线性近似,在大吸收度时采用三次多项式近似。并且使用甲烷气体(CH_(4))作为实验对象,搭建了CH_(4)检测系统,验证了该方法在气体浓度宽量程检测方面的可行性。经过实验验证,该方法能够实现4个数量级大跨度范围(1.5×10^(-6)~10000×10^(-6))的CH_(4)检测。对阈值为1000×10^(-6)(在3 m有效光程下吸收度为0.0236)以下和以上的气体体积分数分别进行检测,反演浓度和标准浓度之间均表现出良好的相关性,拟合优度均大于0.999。另外,在吸收度大于0.0236的范围内,该方法的最大测量相对误差为0.93%,绝对误差为-92.1×10^(-6)。为了验证其稳定性,对体积分数为5000×10^(-6)(吸收度为0.118)的CH_(4)进行长时间测量,并统计其反演浓度的高斯分布,经过计算得到其半峰半宽为15.9×10^(-6)。实验证明该方法突破了传统波长调制光谱只能测量低浓度的局限,在宽量程检测中获得了良好的检测结果,为气体浓度宽量程检测提供了一种新思路,同时也大大拓宽了波长调制光谱的应用范围。 展开更多
关键词 光谱学 波长调制光谱 非线性特征 甲烷气体(ch_(4)) 宽量程检测
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