宽谱段环境污染气体红外遥测技术研究

根据环境污染气体监测的广谱需求,提出了宽谱段红外光谱遥测方法,利用长波红外傅里叶干涉光谱技术,向长波红外大气窗口短波端外扩展了仪器响应波段,使之在一定条件下能够探测多数常见工业气体的指纹特征。在7.0~14.5μm波段内,采用差谱法和亮温法,可监测多种常用工业有毒有害气体,并可给出以浓度程长积表征的概略浓度。介绍了遥测光谱仪的性能表征方法,例举了实用型产品PARES100对11种常用工业有毒有害气体的应用实例。

基于相关系数的长波红外光谱成像气体探测方法研究

报道了高光谱红外时间空间混合调制型傅里叶干涉光谱成像方法,可应用于环境气体的二维空间监测,有助于提高化学防护的检测效率,迅速定位化学污染的源头。针对气体云团特征探测的技术要求和高光谱分辨要求,技术采用时空混合调制红外干涉成像被动探测方案,利用超长波红外焦平面器件接收场景的干涉图像,采用高速热成像电路采集干涉图像序列,生成干涉数据立方体,采用了并行高速数据处理服务器进行数据处理,以及智能图像鉴别算法,实现了云团气体种类和分布的快速识别。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·cm2)-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。文章以野外探测实验为例,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实现红外光谱信息的光谱特征选择、提取及优化技术,快变背景下的信号预处理和基于辐射的无背景亮温鉴别技术,可以清楚看到氨气蒸气的空间分布。

基于空间调制干涉原理的红外成像光谱仪扫描系统控制研究

讨论了基于空间调制干涉原理的红外成像光谱仪器中高线性大摆镜扫描系统的控制技术,详细地阐述了各扫描方式的优缺点、控制器的基本原理、控制器硬件设计,提出了一种基于传统PID的微分增强型控制算法,分析了扫描系统的扫描效率和线性度。

基于虚拟仪器架构的振动测试平台搭建及验证

针对光谱仪减振架振动检测,开发了振动信号分析系统;采用图形化开发工具。本测试平台分为两个部分:硬件部分通过加速度传感器、信号调理电路和PXIe4497数据采集卡把振动信号转换输入到计算机中;软件部分利用LabVIEW平台实现数据采集及分析的功能,从时域、频域和时频域角度对其进行特征提取。测量时最大的误差为3.327%,处于正常实验测量误差。