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场站空间甲烷逸散泄漏激光遥测光路匹配研究

光电子技术 2024年第2期44卷 145-151页

作者：吕妍石少卿韩祥慧王迪李玉爽王明吉濮御东北石油大学物理与电子工程学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司第八采油厂地质研究所黑龙江大庆163514 东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318 泉州信息工程学院福建泉州362008

基于计算流体力学(CFD)对非合作目标条件下甲烷遥测路径进行分析,结合一维视线积分浓度表征模型,开展不同风速、不同泄漏位置工况下甲烷逸散数值模拟研究,探究不同扫描方案下,甲烷视线积分浓度值变化规律,获得油气场站激光检测最优方案... 详细信息

基于计算流体力学(CFD)对非合作目标条件下甲烷遥测路径进行分析,结合一维视线积分浓度表征模型,开展不同风速、不同泄漏位置工况下甲烷逸散数值模拟研究,探究不同扫描方案下,甲烷视线积分浓度值变化规律,获得油气场站激光检测最优方案,与实际检测路径进行光路匹配。研究结果表明:在不同泄漏位置与不同风速条件下,光路水平距离为5 m的扫描方案能够实现油气场站泄漏气体的快速扫描与报警;随着泄漏位置与检测器水平距离增大,风速增强,光路水平距离为5 m的扫描方案在报警时间方面比其他方案优越性更明显。

关键词：激光遥测积分浓度甲烷逸散光路匹配

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小波去噪在非合作目标激光甲烷遥测中的应用

应用激光 2024年第3期44卷 132-141页

作者：姜静程跃殷松峰刘东周振安徽建筑大学电子与信息工程学院安徽合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院安徽合肥230601 合肥清芯传感科技有限公司安徽合肥230601 安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601

针对非合作目标激光甲烷遥测噪声复杂、信噪比低、检测限差等问题,开展小波去噪在非合作目标激光甲烷遥测中的应用研究。通过对系统实际测量信号小波去噪分析,确定了最优去噪方法为coif5小波基7层分解固定软阈值法。开展小波去噪对遥测... 详细信息

针对非合作目标激光甲烷遥测噪声复杂、信噪比低、检测限差等问题,开展小波去噪在非合作目标激光甲烷遥测中的应用研究。通过对系统实际测量信号小波去噪分析,确定了最优去噪方法为coif5小波基7层分解固定软阈值法。开展小波去噪对遥测系统的标定、测量误差及检测下限等性能参数的研究,研究结果表明,小波去噪后系统的测量误差范围由-2.89%~7.20%减小为-2.32%~6.51%,检测下限由425.664 7×10-6m(3σ)提高到104.839 0×10-6m(3σ),检测下限提高了3倍。选取的小波去噪方法对非合作目标激光甲烷遥测系统的复杂噪声去噪效果显著,可大大提升系统的探测性能。

关键词：小波去噪非合作目标甲烷激光遥测

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激光遥测的近年开发

气象科技 1993年第2期21卷 95-96,F002,F003页

作者：杉本伸夫王景林日本国立环境研究所

1 前言激光自六十年代初问世以来,很快应用于大气探测的诸多科研当中,伴随这项技术的发展,高水平的探测方法被逐渐开发出来。虽然早就有人用激光雷达对平流层中的气溶胶层进行观测研究,但总的来看。

关键词：气溶胶激光遥测开发

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生物/化学战剂激光遥测技术新进展

激光与光电子学进展 2014年第3期51卷 13-19页

作者：张艳杨泽后李晓峰陈涌周鼎富侯天晋贵阳学院电子与通信工程学院贵州贵阳550005 西南技术物理研究所四川成都610041

概述了生物/化学战剂激光遥测主要技术的原理和特点,分析了国外利用差分激光雷达技术、拉曼光谱技术和激光诱导荧光技术对生物/化学战剂进行激光遥测的发展现状,重点介绍了光声光谱、拉曼荧光复合探测、量子级联激光器和红外焦平面阵列... 详细信息

概述了生物/化学战剂激光遥测主要技术的原理和特点,分析了国外利用差分激光雷达技术、拉曼光谱技术和激光诱导荧光技术对生物/化学战剂进行激光遥测的发展现状,重点介绍了光声光谱、拉曼荧光复合探测、量子级联激光器和红外焦平面阵列等新兴技术在生物/化学战剂激光遥测中的应用,指出了生物/化学战剂激光遥测技术的发展趋势。

关键词：测量生物化学战剂激光遥测差分激光雷达拉曼光谱技术激光诱导击穿光谱技术

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大气气溶胶粒子粒径分布激光遥测研究进展

激光杂志 2023年第2期44卷 1-7页

作者：史亚龙张永科陈涌董吉辉杨泽后杨荣李晓锋周鼎富西南技术物理研究所成都610041

激光雷达具有探测距离远、灵敏度高、精度高、响应时间快、实时监测等优点,已成为大气气溶胶遥测的重要技术手段,对于改善人类生活质量、预防疾病、环境保护、气象研究、军事等领域有着极其重要的作用。对气溶胶粒子基本特性和激光遥测... 详细信息

激光雷达具有探测距离远、灵敏度高、精度高、响应时间快、实时监测等优点,已成为大气气溶胶遥测的重要技术手段,对于改善人类生活质量、预防疾病、环境保护、气象研究、军事等领域有着极其重要的作用。对气溶胶粒子基本特性和激光遥测气溶胶粒子粒径分布反演的基本原理进行阐述。重点介绍了国内外利用激光雷达遥测气溶胶粒子最新进展,并对气溶胶粒子粒径分布激光遥测的发展趋势进行简要总结。

关键词：激光技术粒子粒径分布激光遥测气溶胶粒子

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天然气泄漏开放式激光遥测技术研究

工业安全与环保 2010年第10期36卷 42-43页

作者：原辉张哲民汪冰冰刘晓波赖薇中钢集团武汉安全环保研究院武汉430081

可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来发展起来的高灵敏度、高分辨率的气体吸收光谱检测技术,介绍了可调谐半导体激光吸收光谱及谐波探测的基本原理和系统构成。针对天然气管道、隧道以及集输站场的现场情况介绍了开放式基于激光的天... 详细信息

可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来发展起来的高灵敏度、高分辨率的气体吸收光谱检测技术,介绍了可调谐半导体激光吸收光谱及谐波探测的基本原理和系统构成。针对天然气管道、隧道以及集输站场的现场情况介绍了开放式基于激光的天然气泄漏监测系统的原理和方案。提出了采用云台进行扫描的方式实现单套系统进行多方位同时监测,在集输站场现场可以降低监测系统的成本。

关键词：天然气泄漏激光遥测可调谐激光器

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便携式易燃、有毒气体激光遥测仪的研制

便携式易燃、有毒气体激光遥测仪的研制

作者：李连辉天津工业大学

学位级别：硕士

甲烷(CH)和硫化氢(HS)分别是石油天然气行业最具代表性的易燃和有毒气体,这两种气体的同时非接触式遥测对危险预警和安全生产非常重要。本论文针对CH和HS泄漏遥测的实际需求,基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorpti... 详细信息

甲烷(CH)和硫化氢(HS)分别是石油天然气行业最具代表性的易燃和有毒气体,这两种气体的同时非接触式遥测对危险预警和安全生产非常重要。本论文针对CH和HS泄漏遥测的实际需求,基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术,研制开发了一套便携式易燃、有毒气体遥测仪样机。主要工作和创新性成果如下:(1)设计研制了用于CH和HS同时检测的激光遥测仪样机。针对传统气体传感器只能点式和接触式测量且灵敏度不高等问题,基于非合作目标TDLAS遥测技术和一次谐波归一化波长调制光谱二次谐波检测(WMS-2f/1f)方法,采用模块化集成思想提出主机+探枪的遥测仪样机设计方案,并通过Tracepro光路仿真以及模拟计算不同的非合作目标下接收到的回波光功率验证方案的可行性。通过谱线优选确定CH和HS目标谱线分别为1653.73nm和1578.13nm,并通过实验确定最佳正弦调制电流分别为27mA和21.97mA,最佳调谐范围分别为50mA-145mA和65mA-140mA,结合光纤技术对两激光器进行时分复用实现CH和HS的同时检测。(2)发展了非合作目标TDLAS遥测中的噪声抑制方法和浓度反演算法。为了提高遥测仪样机检测精度,利用Butterworth滤波器、Savitzky-Golay滤波器以及多组数据平均相结合的方法,在不损失光谱信息的基础上将WMS信号信噪比提高3.42倍,使用Levenberg-Marquardt算法对其进行非线性最小二乘法拟合实现气体浓度的免标定测量;并对测量结果进行参数优化的自适应卡尔曼滤波使测量精度提高2.01倍。(3)评价了遥测仪样机的性能指标并验证其有效性。搭建了样机测试平台,对遥测仪样机的预热时间、精度、灵敏度指标进行测试评价,结果表明:预热时间为30min,测量精度可达0.53%,CH和HS在积分时间1s时的测量灵敏度分别为1.67ppm·m和46.11ppm·m。设计遥测实验,利用内充标气的透明气体池模拟CH和HS气体泄漏,采集了不同测量距离和不同非合作目标物下的WMS信号,5m信号的信噪比是20m的4.03倍,铝板信号的信噪比是镀漆金属板的3.55倍,通过浓度反演证明遥测仪样机在20m距离内的有效性。该样机为石油天然气行业中的危险气体泄漏的高效巡检奠定了基础。

关键词：激光遥测波长调制光谱甲烷和硫化氢浓度测量非合作目标

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激光遥测大气气溶胶的尺度谱分布

气象学报 1982年第4期 483-489页

作者：孙景群张海福中国科学院大气物理研究所

在采用Deirmendjian气溶胶谱分布模式条件下,利用多波长激光雷达所探测的气溶胶消光系数,通过与Mie散射理论计算的气溶胶消光系数拟合的方法,可获得气溶胶的尺度谱分布。

关键词：大气气溶胶光学折射率光学厚度激光遥测谱分布气溶胶粒子尺度谱

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激光遥测大气污染

四川激光 1980年第3期1卷 31-36页

作者：杨齐民重庆大学

前言随着现代工业的发展，大气污染将是一个不可忽视的严重问题，为了防治这种污染，必需首先对大气进行监测。早期监测必需对空气取样，然后带回实验室，利用常见的气体分析仪器，如色谱仪和红外分光光度计进行分析。在大范围内进行取... 详细信息

前言随着现代工业的发展，大气污染将是一个不可忽视的严重问题，为了防治这种污染，必需首先对大气进行监测。早期监测必需对空气取样，然后带回实验室，利用常见的气体分析仪器，如色谱仪和红外分光光度计进行分析。在大范围内进行取样，不单是耗费时间，而且常常造成误差，有时根本无法取样。由于激光具有高的指向性和高的单色亮度，特别是可调谐激光器的出现，使得可以直接利用激光束对污染气体的成份和浓度分布进行监测。目前激光雷达的各项技术亦趋于完善，再把它和激光光谱技术接合起来，就将产生完整而又实用的大气污染监测装置。

关键词：大气污染激光遥测激光光谱技术红外分光光度计监测装置气体分析仪器可调谐激光器现代工业浓度分布污染气体