用于单光路TDLAS气体检测的激光器降噪驱动系统设计

为了去除单光路TDLAS气体检测系统中环境背景和系统本身的噪声干扰,提高系统检测精度,提出了一种激光器降噪驱动方案,并完成了激光器驱动系统设计。选定乙炔气体作为检测对象,首先构建激光器驱动模型,通过时分复用的方式将一路检测激光分为检测段和参考段,结合乙炔气体检测时对检测激光波长的需求给出具体的激光器驱动参数。然后阐述针对该激光器驱动模型的数据处理算法。最后进行电路设计,电路部分首先由主控器控制信号发生单元分别产生所需要的低频信号和高频信号,之后经过信号叠加单元和电压电流转换单元生成激光器驱动信号。经实验测试,结果表明将该激光器驱动系统应用于单光路TDLAS气体检测中能够在一定程度上提高系统检测精度。

VCSEL激光光源的单光路TDLAS氨气检测系统的研制

基于TDLAS检测方法,选择了1512 nm附近NH3分子的吸收峰作为吸收谱线,研制了一种采用VCSEL激光光源的单光路近红外NH3检测系统。提出了时分复用差分调制技术,可消除在单光路检测系统中由于激光光源波动引起的背景噪声。实验研究了不同浓度的NH3检测的响应情况,记录二次谐波(2f)信号的峰值并进行线性拟合,线性度为0.9997。系统的检测下限为8 g/m^3,在NH3浓度100~1000 g/m^3范围内,系统的检测精度0.81%~5.30%之间。对浓度为500 g/m^3的NH3样品进行了时长10 h的稳定度观测实验,检测数据波动小于±5.72%,表征了系统良好的稳定度。

单光源单光路单气室的气体红外检测系统

针对气体红外检测效率不够高和扩展性能较差的问题,笔者提出了采用单气室结构及应用微机来进行气体的检测分析方法。讨论了气体对红外线的吸收特性和用同步累加来实现弱信号提取,并设计了一个气体红外检测系统结构。

内标法、单光路、直读式血液荧光光学测量系统的研究

目的 :减少直读式荧光光学测量仪器由于受温湿度、运输振动、器件特性等条件变化对测量灵敏度和测量精度的影响。方法 :仪器内设置荧光内标部件 ,并在每次测定时把内标值与样品值引入计算 ,以减少仪器漂移对测量准确度的影响。结果 :在连续工作的极限条件下 ,虽然仪器内温升较高 ,但是有内标的仪器测量结果变化不大 ,而无内标的仪器所测结果随温升而降低。结论 :不论仪器漂移是正方向还是负方向 ,均可获得良好的自动增益控制效果 ,使仪器的测量重复性和测量精度得到较大提高 ,在实际应用中收到良好的效果。

一种单光路激光点火系统通路分析方法

研究了激光点火系统通路分析方法,首先给出了单光路激光点火系统光路传输模型,接下来提出了一种光通路分析方法,分别分析了光路连接器数目对光路插入损耗和回波损耗的影响,并给出了不同光路连接器对应的光通路判据和激光火工品正常工作判据,提高了分析方法的适应性和准确性.试验证明,所提出的单光路激光点火系统分析方法的正确性,为箭载控制计算机软件提供设计依据.

一种环形结构单光路检测型光纤电流传感器

针对传统单光路检测型光纤电流传感器电流灵敏度低的缺点,提出一种新颖的环形结构单光路检测型光纤电流传感器。该光纤电流传感器利用单偏振单模耦合器构建光纤环形腔结构,取代了传统单光路检测型光纤电流传感器中的起偏器和检偏器。这一设计不仅保留了单光路检测型光纤电流传感器所具有的结构简单、成本低廉等优点,还具备环形腔结构光纤电流传感器可实现传感信息的多次循环放大的特点,提高了系统的电流灵敏度。理论分析与实验表明,这种光纤电流传感器的电流灵敏度可随循环次数K的增加而增加,设计具备可行性。

单光路分光光度计中光源影响的软件补偿方法

在单光路分光光度计中,照明光源随时间变化的不稳定性通常对颜色测量有很大的影响。在分析了光源随时间变化规律的基础上,提出了用软件自动修正单光路分光光度计的测量结果,从而排除了光源不稳定性所带来的影响。由实验数据找出的规律构造了两个修正因子:时间修正因子和波长修正因子。用它们对测量结果进行修正。实验证明这种方法有效的减弱了光源的影响。

能见度的观测及其仪器

该文介绍了目前世界上普遍应用的几种能见度仪的工作原理，比较了其优缺点，阐述了我国与其他国家在此方面的差距，并对今后我国能见度观测工作提出建议．

醋酸铅反应速率法检测天然气中的硫化氢

介绍了应用醋酸铅反应速率法检测天然气中硫化氢的方法。通过试验和数理统计方法 ,验证和确定了采用单光路检测仪器分析方法的重复性。还介绍了ASTMD4 0 84规定的双光路检测仪器的性能。

吸收型光纤气体传感器气室设计概况

吸收气室是吸收型光纤气体传感器的敏感元件,其结构和性能直接影响到光纤气体传感器的体积和检测灵敏度,是光纤气体传感器的核心组件。文章分析了国内外吸收型光纤气体传感器主要应用的吸收气室的设计方案和工作原理,介绍了几种新型吸收气室的结构和特点。

新型光学谐振腔甲烷传感器的研究

基于甲烷气体光谱吸收的原理,设计了一种高精度双波长单光路检测甲烷气体体积分数的检测系统,该系统用多次再入射光学谐振腔作为甲烷气体吸收腔,入射光线在气体吸收腔内的多次反射增加了与甲烷气体发生吸收作用的光程长度,极大地提高了检测精度,而且由于光点的分散分布特性,使该系统又具有很好的散热性,不会引起热量的累积,有利于甲烷气体吸收腔的散热,经实验验证,该系统具有极高的精度和可靠性,为设计高精度甲烷传感器提供了新的途径。

磁光式电流互感器性能分析与比较

通过对基于单光路、双光路以及改进型双光路检测法的磁光式电流互感器(MOCT)工作原理的研究和详细介绍,指出工作波长波动、起偏器与检偏器透光轴交角误差等因素都会对MOCT的输出信号产生影响,分析了当输出信号满足国标中0.2级和0.5级准确度要求时,不同工作中心波长情况下3种光路磁光式电流互感器可承受的工作波长和透光轴交角误差的变化范围及变化趋势,并对3种互感器的性能进行比较。该研究可为磁光式电流互感器设计人员提供有用的参考。

基于寻峰算法的荧光检测设备的设计与实现

为了较简单、精确地获得C反应蛋白(CRP)检测中T峰和C峰的位置,设计了一种小型的荧光检测设备,并提出一种新的寻峰算法,即平移窗口寻峰算法。该检测设备包括光路、电路等的设计及优化。通过单光路结构的设计,保证设备结构紧凑、整体体积较小;通过内环电流反馈和外环光强反馈,使得LED激发光输出稳定。对CRP的检测实验表明,平移窗口寻峰算法操作简单,获得T峰和C峰的位置精确度相比于一般多项式拟合法分别提升50.0%和52.9%,具有较高的精度。

返回舱跨声速自由飞行的静动稳定性

采用运动自由度不受约束的风洞自由飞试验技术,研究大钝头、小升阻比的类“联盟号”返回舱在跨声速区自由飞行时的运动特性与气动特性规律。以单平面光路拍摄返回舱模型在风洞中自由飞动态运动过程图像,经图像自动判读获取其运动轨迹与姿态角,并以参数微分法对模型运动姿态角进行线性与非线性气动参数辨识,得到模型俯仰方向的静、动稳定导数系数。研究结果表明:采用线性与非线性气动参数辨识所获得的静稳定导数系数Cmα均小于零,在数值上差距不大;从非线性气动参数辨识结果看,返回舱静稳定导数系数的数值主要由线性项Cmα0决定,非线性项Cmα^2α^2所占比例较小;类“联盟号”返回舱静稳定导数系数的非线性较弱,可近似用线性气动模型进行辨识。在试验迎角范围内,返回舱的动稳定导数系数呈现出非线性性质,且在小迎角范围内由线性项(Cmq+Cmα·)0决定,在大迎角范围内主要由非线性项(Cmq+Cmα·)2α^2主导。

生物材料紫外红外复合消光性能测试

针对目前消光材料实验室动态测试的现状和不足,提出了基于单光路实现生物材料紫外、红外复合消光性能的测试装置和方法。设计和制作了生物材料紫外、红外复合消光性能的测试装置,利用上述装置测试了真菌LZ0926孢子,得到了烟幕箱自制生物材料烟幕的紫外、红外波段平均透过率及质量浓度分别为29.597%、14.514%、0.389 g/m^3,通过数据处理系统得到了生物材料紫外、红外波段平均质量消光系数分别为0.794 75 m^2/g,1.241 59 m^2/g。实验结果表明:该装置成功地利用单光路实现了生物材料的紫外、红外波段的复合消光性能测试,进一步丰富了生物材料多波段消光性能的测试手段。

双模式可切换小型分光器技术研究

针对目前智能变电站运维过程中极易发生SV数据异常、智能录波器无法监测交换机前侧数据异常来源等问题,提出了一种双模式可切换小型分光器,并对该分光器的主要构成、功能以及各部件的技术原理进行分析。该分光器具备单光路与双光路两种工作模式,能够根据检修人员的意愿进行任意切换。设备正常运行时关闭分光功能,减少光功率损耗;设备异常时开启分光功能,实现对交换机前侧装置数据实时采集、实时监控,最终精准定位并消除故障。

表面等离子体共振的二维相移探测

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)在生物传感中有极大的应用价值,基于棱镜结构的共振角的相位传感比反射率传感具有更高的灵敏度。多通道实时相移探测是SPR生物传感的研究热点和难点。本文提出了一种基于Kretschmann棱镜结构的衰减全反射(attenuated total reflection,ATR)单光路的SPR相位检测系统。通过液晶可变延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)调控可激发表面等离子体激元(surface plasmon plaritons,SPPs)的P-偏振光和作为参考光的S-偏振光的相位差,实现单光路干涉。通过可寻址的微镜阵列(micro-mirror array,MMA)实现棱镜二维表面的定点相位探测。该系统能够以接近单个MMA像素的空间分辨率(水平/垂直为7.64μm或对角线为10.8μm)探测相移信息,从而实现单光路、高精度、多通道的二维等离子共振相移探测,为原位生物传感器和突破衍射极限的相位成像提供新的实验思路。