检索结果-南通市图书馆

采用激光吸收光谱测量高温条件下CO体积分数及其影响因素的研究

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动力工程学报 2013年第6期33卷 448-454页

作者：张海丹王飞邢大伟许婷姜治深严建华岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

采用中心波长位于2.3μm的半导体激光器,结合扫描波长直接吸收法,对高温条件不同工况下的CO气体谱线吸收特性进行了测量,分别研究了压力和温度对谱线线宽和吸收线强的影响.结果表明:随着压力的提高,谱线宽度逐渐增加,选择的激光器需要... 详细信息

采用中心波长位于2.3μm的半导体激光器,结合扫描波长直接吸收法,对高温条件不同工况下的CO气体谱线吸收特性进行了测量,分别研究了压力和温度对谱线线宽和吸收线强的影响.结果表明:随着压力的提高,谱线宽度逐渐增加,选择的激光器需要有足够宽度的扫描范围,R(30)谱线高压下独立性好,不与周围干扰谱线发生叠加,是理想的CO测量吸收谱线;通过消除背景信号的方法可减少颗粒对谱线吸收测量精度的影响;所选波段的谱线在高温时(>1 000K)有足够的线强,可以得到直接吸收(DA)信号,避免了采用调制技术带来的复杂性,为研究各种因素的影响提供了便利.

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱 CO 在线测量燃烧参数

基于可调谐激光吸收光谱技术的多条吸收谱线重建气体浓度二维分布的研究

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光谱学与光谱分析 2016年第11期36卷 3485-3491页

作者：张立芳王飞张海丹吴奇严建华岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通... 详细信息

针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H_2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响;研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况,其中,文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。浓度测量区域采用10×10的网格划分,测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布,重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。重建结果表明在激光光束较少时,增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息,且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果,更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。

关键词：代数迭代算法二维浓度重建多条吸收谱线激光吸收光谱

基于激光吸收光谱技术的太湖流域稻田氨挥发研究

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土壤 2020年第6期52卷 1164-1169页

作者：阙华礼杨文亮王书伟丁世杰邵玲玲朱安宁土壤与农业可持续发展国家重点实验室/封丘农业生态实验站(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 铜陵市环境保护科学研究所安徽铜陵244000

氨挥发是太湖流域农田氮肥损失的重要途径之一。本试验采用高时间分辨率的TDLAS-BLS技术研究太湖流域稻田追肥期氨挥发规律及其影响因素。结果表明:追肥后稻田上方空气中氨浓度白天明显大于夜间,而且瞬时波动较大。稻田氨挥发速率呈现... 详细信息

氨挥发是太湖流域农田氮肥损失的重要途径之一。本试验采用高时间分辨率的TDLAS-BLS技术研究太湖流域稻田追肥期氨挥发规律及其影响因素。结果表明:追肥后稻田上方空气中氨浓度白天明显大于夜间,而且瞬时波动较大。稻田氨挥发速率呈现先上升后下降的趋势,峰值出现在施肥后的2~3 d,且氨挥发仅持续1周左右。分蘖期氨挥发速率和损失率均大于抽穗期,两个时期氨挥发损失率分别为36.6%、23.0%。氨挥发集中在较短时间内,分蘖期、抽穗期施肥后前4 d的累积氨挥发量分别占总氨挥发损失的80%、84%。分蘖期风速、光照、气温对稻田氨挥发均具有明显的促进作用,其中光照的作用更为显著;抽穗期风速和气温对氨挥发的影响较低。降雨对氨挥发具有强烈的抑制作用,降雨期间是影响氨挥发产生的主要因素。

关键词：激光吸收光谱反向拉格朗日随机扩散模型氨挥发稻田影响因素

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激光吸收光谱中谱线重叠干扰的解析方法

激光与光电子学进展 2019年第19期56卷 284-290页

作者：许丽张志荣董凤忠孙鹏帅夏滑余润磬李哲徐启铭中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽光子器件与材料省级重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 台湾云林科技大学工程学院台湾云林64002

激光吸收光谱常被用于测量大气痕量气体,但某些气体在某波长附近会出现多条谱线重叠的现象,导致吸收信号产生重叠峰。以NH3气体为例,研究6529cm-1附近的4条重叠谱线,通过Voigt线型模拟不同压强下的谱线,搭建直接吸收光谱测量实验系统。... 详细信息

激光吸收光谱常被用于测量大气痕量气体,但某些气体在某波长附近会出现多条谱线重叠的现象,导致吸收信号产生重叠峰。以NH3气体为例,研究6529cm-1附近的4条重叠谱线,通过Voigt线型模拟不同压强下的谱线,搭建直接吸收光谱测量实验系统。实验发现,低浓度NH3气体的谱线峰值并没有随着压强的减小而减小,反而逐渐增大。由于NH3存在吸附性,因此,采用无吸附性的CH4气体进行验证。结果表明:当气体压强为0.18atm(≈18kPa)时,实验谱线与模拟谱线相差最小,NH3的最大吸收峰吸光度与气体浓度成正比。研究结果为后续多气体测量过程中的干扰问题提出了解决方法。

关键词：光谱学激光吸收光谱谱线重叠直接吸收线型函数气体压强

可调谐激光吸收光谱技术应用于高温环境下CO的测量

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热力发电 2011年第11期40卷 42-45,51页

作者：姚华王飞许婷姜治深池涌严建华岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

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... 详细信息

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。

关键词：激光吸收光谱 CO测量波长调制二次谐波高温

基于激光吸收光谱的SF6/N2混合气分解产物同时检测

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仪表技术与传感器 2020年第9期 69-72页

作者：张爽江翼姜萌张静黄勤清杨旭周文武汉船舶职业技术学院电气与电子工程学院湖北武汉430050 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074 北京航天控制仪器研究所(北京市光纤传感系统工程技术研究中心) 北京100854

针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提... 详细信息

针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提出独立放大电路方案,研制样机并通入混合组分气体进行验证。根据获得二次谐波曲线和浓度随时间变化曲线表明,该系统目前可以实现的检测限为CO 10 ppm,H2S 4 ppm,HF 1 ppm,可以满足高灵敏度SF6分解气在线监测和故障预警需求。

关键词： SF6分解气激光吸收光谱 H2S CO HF 检测限

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痕量气体的激光吸收光谱法长光程测量

痕量气体的激光吸收光谱法长光程测量

作者：李瑶武汉大学

学位级别：硕士

近几十年来我国经济快速发展,工业水平日益进步的同时也凸显出各方面问题。如化工排放物对大气产生环境污染,全国碳排放居高不下,导致雾霾、沙尘暴等大气灾害频发等。气体检测作为监测、预警并干预过程中的一种重要手段,在各行业的地位... 详细信息

近几十年来我国经济快速发展,工业水平日益进步的同时也凸显出各方面问题。如化工排放物对大气产生环境污染,全国碳排放居高不下,导致雾霾、沙尘暴等大气灾害频发等。气体检测作为监测、预警并干预过程中的一种重要手段,在各行业的地位日益提高。本文所采用的激光吸收光谱技术,相比传统的气相色谱、傅里叶红外光谱等,在气体检测领域具有实时快速,特征响应,高精度等优越性。激光吸收光谱技术以Beer-Lambert定律为理论基础,其检测下限在实际测量中主要由光程决定。大量针对光程加长方面的研究大致可分为腔内增强法,中空光纤法以及散射介质吸收光谱法三类。本文就其中的两类做了研究,并分别应用于不同的工业背景,探究其应用价值。在腔内增强方面,本文采用了经典的Herriot池作为技术模型,设计并搭建了一款具有28m光程的HS气体分析仪。通过改变反应温度以及反应时间两个参数,测量了SF在模拟过热条件下产生HS浓度变化过程。结果表明,SF过热分解产生HS是一个多元反应相互影响的过程,它的初始反应温度范围在325C以上,是一种过热温度达到一定程度后才会出现的特征分解产物。同时,过热过程中HS的产生速率非常快,在0.5s内就会快速生成,并达到较高浓度。而在过热进行到一定时间后,浓度又会降低并趋于稳定,这也从侧面说明了在电气绝缘领域HS是一种有助于快速诊断过热故障的产物。在散射介质吸收光谱法方面,本文采用了聚氨酯海绵浸渍法烧制的多孔AlO陶瓷作为散射介质,并首次将该种方法制备的多孔陶瓷气室应用于光谱测量领域。利用增量法和参考气体两种方法,以空气中的水蒸气为气体氛围,测量了平均等效光程。设计了能够对采集数据进行降噪处理以提高数据准确性的FFT程序,数据结果表明,两种测量方法得到的结果呈现一致性,多孔陶瓷在本身1.2cm厚度能实现30cm左右的实际光程,达到20-30倍的光程增加。分析得到该光程条件能够满足甲烷的检测精度要求,因此本文搭建一套模拟工业甲烷泄露测量的试验装置,结果表明该装置能够对甲烷浓度实现准确的响应。同时分析连续的50个测量周期的数据表明该装置的测量稳定性良好,信号波动误差不超过1%,具有一定的在线气体检测报警应用前景。

关键词：激光吸收光谱 Herriot 散射介质吸收光谱法

基于虚拟光线再投影方法的激光吸收光谱燃烧场二维重建研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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光谱学与光谱分析 2020年第12期40卷 3686-3691页

作者：那奕君李宁黄孝龙翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

针对在不完全投影数据条件下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布重建难题,提出了一种基于虚拟光线再投影方法的燃烧场二维重建算法。利用有限的测量投影数据进行差分运算获取相同角度下不同位置处虚拟光线投影值,增加光线数量以提高重建... 详细信息

针对在不完全投影数据条件下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布重建难题,提出了一种基于虚拟光线再投影方法的燃烧场二维重建算法。利用有限的测量投影数据进行差分运算获取相同角度下不同位置处虚拟光线投影值,增加光线数量以提高重建质量。采用改进型代数迭代算法对燃烧场进行重建并获取燃烧场的重建初始值,利用再投影方式获取其他投影角度下虚拟光线的投影数据并进行联合迭代,最终实现对燃烧场气体组分浓度与温度二维分布重建。采用近红外波段7 185.6和7 444.35 cm^-1两条H2O特征吸收谱线结合21条测量光线对49×49网格区域进行计算,通过对相同光线数量条件不同布置方式燃烧场重建结果进行对比分析,选取了合理的光线布置结构。与传统的采用平滑因子的代数迭代重建算法进行对比,虚拟光线再投影方法的重建精度明显提高,同时该方法消除了人为选择平滑因子对重建结果所带来的主观影响,降低了由于投影角度较少所带来的重建误差。计算结果表明,重建误差随着再投影运算次数的增加而不断下降,当在再投影次数达到十次后重建误差逐渐趋于稳定。在5%噪声幅值条件下进行十次再投影后,温度分布重建误差小于5.76%,浓度分布重建误差小于8.83%,测量噪声对于燃烧场重建结果影响较小。通过对600~1 200 K温度范围内的双峰以及三峰燃烧场模型进行计算分析,验证了虚拟光线再投影方法对于不同工况下燃烧场气体组分浓度、温度二维分布的重建能力。研究结果对有限投影条件下的激光吸收光谱技术二维重建技术理论研究具有重要意义,可促进激光吸收光谱技术在现实燃烧装置中的工程化应用。

关键词：激光吸收光谱二维重建代数迭代算法虚拟光线再投影

基于激光吸收光谱技术的非均匀流场气体参数测量研究

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光谱学与光谱分析 2017年第7期37卷 2004-2009页

作者：屈东胜洪延姬王广宇王明东潘虎装备学院激光推进及其应用国家重点实验室北京101416

为了探索激光吸收光谱技术在非均匀流场中的应用,提出了一种新的实现非均匀流场中气体参数定量测量的方法。预知被测流场中的温度变化范围后,选择在该温度范围内具有近似线性变化特性的谱线,线性拟合该温度范围内的谱线强度,结合实验测... 详细信息

为了探索激光吸收光谱技术在非均匀流场中的应用,提出了一种新的实现非均匀流场中气体参数定量测量的方法。预知被测流场中的温度变化范围后,选择在该温度范围内具有近似线性变化特性的谱线,线性拟合该温度范围内的谱线强度,结合实验测量的吸收光谱便可以实现非均匀流场中H_2O组分权重的温度积分平均值和H_2O组分积分平均值的定量测量。两温度分布和高斯温度分布模型的仿真研究证明了该方法的有效性和可靠性。两温度分布模型中的测量结果与理论值的偏差分别小于0.82%和1.10%,而高斯温度分布模型中不同光线中的测量值与理论值的最大偏差分别小于0.9%和3.6%。

关键词：激光吸收光谱非均匀流场气体参数定量测量