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基于FLACS的LNG加气站可燃气体探测器覆盖率优化研究

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工业安全与环保 2024年

作者：王一昊辛保泉张杰东王雅真刘迪化学品安全全国重点实验室中石化安全工程研究院有限公司中石化国家石化项目风险评估技术中心有限公司

为了确保LNG加气站的安全运行，需要探明其可能的风险，科学布置可燃气体探测器，及时发现可能的泄漏点。为研究LNG加气站面临的安全风险，以某LNG加气站为研究对象，基于CFD（计算流体力学）仿真工具对其泄漏场景进行模拟，计算了现有... 详细信息

为了确保LNG加气站的安全运行，需要探明其可能的风险，科学布置可燃气体探测器，及时发现可能的泄漏点。为研究LNG加气站面临的安全风险，以某LNG加气站为研究对象，基于CFD（计算流体力学）仿真工具对其泄漏场景进行模拟，计算了现有可燃气体探测器的覆盖率，并提出了探测器覆盖率的优化建议，将探测器覆盖率水平提升至93%，可为泄漏早期预警提供技术支持。

关键词： LNG 气体探测 CFD模拟覆盖率

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水电解制氢的危险性与气体探测器设置的探讨

石油化工自动化 2024年第2期60卷 71-77页

作者：吴国鑫徐志杰曹思亮马文耀刘勤辽宁省大连市消防救援支队特勤大队 Kenexis咨询公司宁夏英力特化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司消防中心中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司

氢气作为推动绿色能源转型的重要候选燃料，具有易燃性，小分子结构，可通过脆化作用破坏管道和容器材料，易发生泄漏，具有较大的潜在风险。详细介绍了水电解制备氢气的危险性，包括相关的安全隐患和潜在风险，重点关注电解装置厂房气... 详细信息

氢气作为推动绿色能源转型的重要候选燃料，具有易燃性，小分子结构，可通过脆化作用破坏管道和容器材料，易发生泄漏，具有较大的潜在风险。详细介绍了水电解制备氢气的危险性，包括相关的安全隐患和潜在风险，重点关注电解装置厂房气体探测系统的设计。根据IEC 61511的建议，设计与电解装置相关的自动停机系统和恢复安全状态的控制策略，结合ISATR84.00.07推荐的气体探测布点方法，确定探测器的布设数量及位置，从而确保系统的有效性和准确性。

关键词：水电解制氢聚合物电解隔膜安全后果气体探测

来源：博看期刊

基于折叠近共心腔的拉曼光谱气体探测方法研究

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光谱学与光谱分析 2020年第11期40卷 3390-3393页

作者：刘庆省杨德旺郭金家燕傲霜郑荣儿中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所山东青岛266100

拉曼光谱技术以多组分同时探测、无需样品预处理等优势被用于多个领域,但是较低的探测灵敏度制约了其更广泛的应用。为了提高拉曼光谱技术气体探测的灵敏度,文章报道了一种基于折叠近共心腔对气体拉曼信号进行增强的方法。该方法通过向... 详细信息

拉曼光谱技术以多组分同时探测、无需样品预处理等优势被用于多个领域,但是较低的探测灵敏度制约了其更广泛的应用。为了提高拉曼光谱技术气体探测的灵敏度,文章报道了一种基于折叠近共心腔对气体拉曼信号进行增强的方法。该方法通过向多次反射腔中心引入一片高反射率平面镜将腔体从中心处进行折叠,使腔体中心处光束相互重叠以增加光线密度和光通量,进而提高系统的探测灵敏度。采用TracePro软件对不同模式下的多次反射腔进行光线追迹和通量分析(激光:300 mW@532 nm,镜面反射率:99%@532 nm),结果表明光腔折叠方式能够显著提高反射腔中心处的光通量。折叠近共心腔在反射次数为68次的情况下,光腰中心处光通量可达22.35 W,约为近共心反射腔光通量的1.5倍左右。进一步搭建了多次反射腔对模拟结果进行验证,实验结果表明:折叠近共心腔对拉曼信号信噪比增强效果最好,约为49倍;近共心腔次之为36倍;是折叠共心腔为24倍;最后是共心腔为17倍。与未折叠的近共心腔相比,采用折叠近共心腔采集的气体拉曼信号信噪比提高了约1.4倍。根据该系统探测到的空气中的二氧化碳拉曼峰相对强度,以三倍于噪声强度的信号作为检出限标准,估算出该系统对于二氧化碳的检测限约为0.13 mg·L^-1(66 ppm)。

关键词：拉曼光谱技术气体探测探测灵敏度折叠近共心腔

地面长波红外高光谱成像气体探测研究（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第2期36卷 599-606页

作者：郑为建雷正刚余春超杨智雄王海洋付艳鹏李训牛廖宁放苏君红昆明物理研究所云南昆明650223 北京理工大学北京100081

报道了地面长波红外遥测的新进展,具体阐述了窗扫时空调制傅里叶光谱成像技术的实现过程。演示装置基于角锥反射镜Michelson干涉具,构成了空间调制干涉;采用了制冷型长波红外焦平面探测器组件,通过对数据立方体的采集、重组、基线校正... 详细信息

报道了地面长波红外遥测的新进展,具体阐述了窗扫时空调制傅里叶光谱成像技术的实现过程。演示装置基于角锥反射镜Michelson干涉具,构成了空间调制干涉;采用了制冷型长波红外焦平面探测器组件,通过对数据立方体的采集、重组、基线校正、切趾、相位校正和傅里叶变换等处理,实现了长波红外波段高光谱成像。自研的CHIPED^(-1)长波红外高光谱成像原理实验装置的探测灵敏度指标噪声等效辐射通量密度NESR在单次采样时达到了5.6×10^(-8) W·(cm^(-1)·sr·cm^2)^(-1),与商品化时间调制干涉高光谱成像仪相当;反映了技术的先进性,并留有较大的改进空间。通过测试聚丙烯薄膜的透过率曲线,CHIPED^(-1)红外高光谱成像原理实验装置的光谱响应范围达到了11.5μm。文章还以室外高楼和乙醚气体的探测实验为例,研究了二维分布化学气体VOC的高光谱成像探测方法。在复杂背景和低试验浓度情况下,从同一波数的红外光谱切片上,观察不出乙醚蒸气的存在,但是进行了差谱处理后,可以清楚看到乙醚蒸气的空间分布。高光谱方法应用在有机蒸气VOC的红外探测领域,相对于宽波段热成像方法,具有灵敏度高、抗干扰能力强和识别种类多等诸多优势。

关键词：高光谱成像长波红外遥测气体探测

红外高光谱遥感成像的技术发展与气体探测应用(特邀)

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红外与激光工程 2022年第7期51卷 23-35页

作者：李春来刘成玉金健徐睿吕刚谢嘉楠袁立银刘世界王建宇中国科学院上海技术物理研究所中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200083 国科大杭州高等研究院浙江杭州310024

相对可见光和短波红外谱段来说,在红外谱段进行高光谱遥感成像具有独特优势,特别是在资源勘查、地表环境监测、大气环境监测、军事侦察方面。尽管当前红外高光谱成像仪主要以机载为主,还未实现星载,然而国内外相关机构从未放弃推进红外... 详细信息

相对可见光和短波红外谱段来说,在红外谱段进行高光谱遥感成像具有独特优势,特别是在资源勘查、地表环境监测、大气环境监测、军事侦察方面。尽管当前红外高光谱成像仪主要以机载为主,还未实现星载,然而国内外相关机构从未放弃推进红外高光谱遥感的星载化。文中首先分析了国内外典型的红外高光谱成像仪的设计、实现与技术指标,从光谱分辨率、空间分辨率、辐射分辨率三个核心指标总结了现有红外高光谱成像仪的技术特点、存在问题和解决途径。未来很长的一段时间内,红外精细分光、低暗电流焦平面探测器、低温光学与背景抑制仍然是红外高光谱成像仪研制所要解决的核心问题。在此基础上,文中重点介绍了在远距离气体探测方面的应用,并分析了其独特优势。最后,展望了红外高光谱成像技术的发展方向。

关键词：红外高光谱遥感光谱分辨率瞬时视场角灵敏度气体探测

二维相关红外光谱的开放光程FTIR气体探测方法

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光谱学与光谱分析 2020年第8期40卷 2490-2494页

作者：王娜董大明矫雷子桂林电子科技大学广西桂林541004 广西光电信息处理重点实验室培育基地(桂林电子科技大学) 广西桂林541004 北京农业智能装备技术研究中心北京市农林科学院北京100097

开放光程傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)可以实现快速、灵活、定量化地探测气体,但相较于气体池抽取气体的方式, OP-FTIR的信号微弱,对气体的探测能力受到制约,为提高其对气体的探测能力,以自然状态的气体流动为扰动对测得的气体红外光谱... 详细信息

开放光程傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)可以实现快速、灵活、定量化地探测气体,但相较于气体池抽取气体的方式, OP-FTIR的信号微弱,对气体的探测能力受到制约,为提高其对气体的探测能力,以自然状态的气体流动为扰动对测得的气体红外光谱数据进行二维相关分析。以乙醇气体和两种白酒挥发物作为验证对象,用OP-FTIR方法测得乙醇气体以及泸州特酿和汾酒挥发物的红外吸收光谱。未经处理的乙醇气体红外吸收光谱图中,并没有观察到明显的乙醇特征峰,对该红外吸收光谱数据进行二维相关分析,其二维相关同步谱图中对角线上(1 050, 1 050 cm^-1)处有明显的自相关峰,该自相关峰来自于乙醇,结果验证了:结合二维相关红外光谱,提高了OP-FTIR方法对气体的探测能力。对不同浓度乙醇气体的红外吸收光谱数据进行二维同步相关处理,发现二维相关同步谱图中以1 050cm^-1为中心的自相关峰强度随着乙醇气体浓度的增加而增强,说明基于二维相关光谱的OP-FTIR气体探测方法具有一定的定量分析能力。用OP-FTIR方法探测泸州特酿和汾酒的挥发物时,在820~1 480cm^-1波段探测挥发物中的乙醇气体,气体含量通过二维相关同步谱图中对角线上(1 050, 1 050 cm^-1)处的自相关峰强度来衡量,结果显示泸州特酿挥发物中的乙醇气体含量高于汾酒;在1 700~1 820和1 400~1 600 cm^-1波段探测挥发物中的香气物质,通过对比泸州特酿和汾酒挥发物的二维相关异步谱图,发现泸州特酿比汾酒挥发物二维相关异步谱图中有更多的交叉峰,说明泸州特酿挥发物表现出更丰富的香气物质信息,这一区别可以用来鉴别泸州特酿和汾酒挥发物。研究证明,基于二维相关红外光谱的OP-FTIR气体探测方法,提高了OP-FTIR方法探测气体的能力,且具有一定的定量分析能力,同时,用于不同挥发物的鉴别也值得进一步研究。

关键词：二维相关红外光谱开放光程FTIR 气体探测

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LNG运输船可燃气体探测系统设计简介

中国水运 2024年第3期 94-96页

作者：颜廷乐黎翔张红霞沪东中华造船(集团)有限公司LNG技术研究所上海200129

LNG运输船是在-163℃超低温下运输液化天然气的专用船舶,由于LNG的超低温、易燃易爆等高危特点,LNG运输船的安全性设计尤为重要。作为薄膜型LNG运输船安全系统的重要组成部分,本文介绍了固定式可燃气体探测系统的设计方法和相关技术要求。

关键词： LNG船气体探测设计

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基于空芯光纤增强拉曼光谱气体探测方法研究

光谱学与光谱分析 2016年第1期36卷 96-98页

作者：郭金家杨德旺刘春昊中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100

拉曼光谱技术具有多组分同时探测、分析周期短和非接触等特点,被应用于多个领域,但是由于较低的探测灵敏度,限制了拉曼光谱技术的发展。针对提高拉曼光谱技术对气体探测灵敏度问题,本文设计并搭建了一套基于空芯光纤气体拉曼光谱增强系... 详细信息

拉曼光谱技术具有多组分同时探测、分析周期短和非接触等特点,被应用于多个领域,但是由于较低的探测灵敏度,限制了拉曼光谱技术的发展。针对提高拉曼光谱技术对气体探测灵敏度问题,本文设计并搭建了一套基于空芯光纤气体拉曼光谱增强系统,开展了空芯光纤拉曼光谱系统和后向散射拉曼光谱实验系统对比实验研究。实验结果表明,空芯光纤对信号、背景和噪声都具有放大效果,以空气中氮气和氧气为探测物质,与后向拉曼光谱信号相比,在相同探测时间情况下,信号强度增强60倍以上,信噪比增强约6倍;在相同探测强度情况下,探测时间仅为后向散射的1/60,噪声为后向散射拉曼系统的1/2。

关键词：拉曼光谱气体探测空芯光纤长光程增强

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时空调制红外高光谱二维光谱成像气体探测

光谱学与光谱分析 2016年第S1期36卷 67-68页

作者：郑为建杨智雄黄思佳王春勇廖宁放方勇华苏君红昆明物理研究所云南昆明650223 北京理工大学北京100081 安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

基于时空调制干涉原理,设计了长波红外时空调制高光谱成像实验装置CHIPED-1,摆脱了对平台运动的依赖。采用热气球为低空平台,演示了长波红外时空调制干涉原理,并对乙醚、DMMP、NH3和SF6等四种气体样本进行了低空探测试验。实验表明复杂... 详细信息

基于时空调制干涉原理,设计了长波红外时空调制高光谱成像实验装置CHIPED-1,摆脱了对平台运动的依赖。采用热气球为低空平台,演示了长波红外时空调制干涉原理,并对乙醚、DMMP、NH3和SF6等四种气体样本进行了低空探测试验。实验表明复杂背景下,高光谱方法应用在红外有机蒸气VOC的二维光谱探测领域,相对于宽波段热成像方法,具有灵敏度高、抗干扰能力强和识别种类多等诸多优势。

关键词：高光谱成像长波红外气体探测