非色散红外CO_(2)传感器温度补偿研究

为了解决非色散红外CO_(2)传感器在测量过程中易受温度影响的问题,提出双半椭球形双通道气体吸收腔室和广义高斯径向基函数神经网络补偿温度的新方法。首先双半椭球形双通道气体吸收腔室的半椭球形长轴右侧焦点与右半椭球形长轴左侧焦点重合,红外光源位于左、右半椭球形长轴的焦点重合处,检测器位于半椭球形长轴的另外一个焦点处,该结构能够使光线被气体充分接收,减小了光线传播过程中的损耗。接着差分计算单波长双通道热释电探测器输出电压获得CO_(2)气体浓度。最后分析广义高斯径向基函数神经网络形状参数与辅助形状参数对提高逼近效果的影响。实验显示在双半椭球形双通道气体吸收腔室结构中,长轴长度为4cm和短轴长度为3cm则CO_(2)气体吸收率达到最大值。常温25℃时,CO_(2)不同浓度测量误差变化不大,绝对误差波动范围在0.004%~0.006%之间,相对误差波动范围在0.067%~0.100%之间。CO_(2)浓度2%时,不同温度测量误差变化较大,绝对误差波动范围在0.001%~0.024%之间,相对误差波动范围在0.017%~0.400%之间,测量浓度为2%的CO_(2)气体传感器响应时间的6次平均值为27.46s,具有较快的响应时间。

非色散红外吸收法测定煤中碳含量的测量不确定度评定

采用校准物质EDTA建立了非色散红外吸收法测定煤中碳含量的校准曲线,并根据校准曲线测量煤样中碳含量。分析了煤中碳含量测定不确定度来源,建立了整个测量过程中不确定度分量的数学模型,对测量结果重复性、标准曲线拟合、样品称重、标准物质等影响不确定度的分量进行了评定。

基于非色散红外CO_2浓度测量的温度补偿研究

非色散红外(Non-dispersed Infrared,NDIR)CO2气体传感器测量CO2浓度时,外部温度是个重要的影响因素。利用Levenberg-Marquardt算法收敛速度快的优点,建立改进型BP神经网络模型,消除环境温度对CO2浓度在线监测的非线性影响,提高了系统测量精度。

双波长滤光片式红外测量焊接温度场系统

研制了一种新颖的单镜头双波长红外图像比色测温系统来实时检测焊接温度场。此系统的主要特点是采用一种双波长的红外滤光片从焊缝正面摄取双波长红外图像。双波长滤光片的具体结构形式是用两个不同波长的半圆滤光片拼接成一个整圆滤光片 ,其两个半圆的波长值根据比色测温的要求而设计 ,本文研制的双波长滤光片的波长分别为 0 .80 5 0 μm与 0 .895 0 μm。此测温系统的CCD摄像机从焊缝正面摄取焊接热图像时 ,将双波长滤光片的接缝对准焊接熔池中心 ,就可以在一幅图像的两半边同时取得两种波长的焊接温度场红外图像。由于双波长滤光片的中间接缝很窄 ,可以将接缝两边对称点上的两个波长的信息视作同一温度下的双波长信息来进行比色测温计算 ,从而求出近熔化区的焊接温度场 ,并可推算出含熔化区的焊接温度场。此系统的优点是结构简单 ,实用性好 ,适用于焊接现场。

双光束克尔型非线性色散介质中的量子非破坏测量

双光束克尔型非线性色散介质中的量子非破坏测量汪凯戈（北京师范大学物理系１００８７５）量子非破坏（ＱｕａｎｔｕｍＮｏｎｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ，简称ＱＮＤ）测量是一种实现对被测信号低于真空量子噪声水平，并且在测量过程中信号不会被退化的非经典测量方法。光学系...

红外光纤零色散波长的测量和计算

微机通过接口电路自动控制红外光栅单色仪,对光纤材料进行零色散波长的精确测量。

煤矿用非色散红外甲烷传感器测量结果不确定度评定

矿用非色散红外甲烷传感器是近几年煤矿井下普遍使用的一种先进的气体检测仪器,具有检测精度高,响应时间快,检测范围宽,性能稳定,不受检测环境中其他气体的干扰,寿命长等特点。随着矿用非色散红外甲烷传感器在煤矿安全监控领域得到广泛的应用,对计量检定中的测量结果准确度提出了新的要求。本文根据JJG(皖)37-2012《非色散红外甲烷传感器检定规程》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,详细介绍了煤矿用非色散红外甲烷传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法。

石英晶体双折射率紫外至近红外波段色散特性实验的研究

介绍了偏光干涉测量石英晶体双折射率色散特性及其相关数据处理方法。利用偏光干涉光谱极值点的精确判断,完成极值点波长对应的材料的双折射率的测量,获得了紫外至近红外光波段石英晶体的最大双折射率与波长关系离散的数据曲线,经多项式拟合数据处理,进而得到任意波长的双折射率函数关系式。此方法对其它各向异性晶体材料的双折射率色散特性的研究同样适应。

零色散波长的测量与计算

微机通过接口电路自动控制红外光栅单色仪。

半导体双波长透射式红外干涉仪的研制及应用

采用635nm波长半导体可见光激光和10.5μm波长半导体红外激光作为干涉光源,设计了635nm和10.5μm双波段共光路透射式红外干涉仪,实现了可见光波段干涉测试与红外光波段干涉测试共光路,且双光路共用可见光对准。双波段共用机械式相移系统,并采用635nm测试光分段驻点标定10.5μm测试时相移器的长行程误差。研制的双波长红外干涉仪系统的红外测试精度达到PV优于0.05λ,RMS优于0.02λ,系统重复性RMS优于0.001λ。采用该干涉仪测试口径为400mm×400mm,离轴量为800mm的离轴非球面,得到边缘最大偏差值为21.9μm,能够实现大口径离轴非球面从粗磨到精磨高精度加工面形的全过程干涉测试。

能同时获取可见光和红外图像的双波长图像传感器

本发明提供一种能同时获取高分辨率可见光图像和高灵敏度红外图像的双波长图像传感器。它包括一个含有许多可见光探测器和许多非致冷红外探测器的列阵。该列阵中的可见光和非致冷红外探测器是均匀分布的。每个可见光探测器相当于可见光图像上的单个像素。非致冷红外探测器被分成多个具有N个探测器的组，这里的N为一个至少是2的整数。每一组都具有N个串联的非致冷红外探测器，它们共同构成红外图像上的一个像素。

新型高精度双波长光纤高温计的研究

提出了一种新型的双波长光纤高温计的传感结构和最佳的系统设计方案．分析了非接触式光纤高温计实际使用时可能产生的测温误差．针对各种误差来源，采用一些克服办法，获得了良好效果，在测试范围６００～１３６０℃内，精度达到０５℃，灵敏度超过０１℃．

双波长全息干涉术的实验研究

双波长全息干涉术利用激光器发出的两个或两个以上不同的波长对物体拍摄全息干涉图 ,相当于用一个等效波长λeq对物体进行干涉测量 ,从而扩大了测量范围。在改进的泰曼干涉系统中 ,采用双曝光法双波长全息干涉术对一个抛物面反射镜的面形进行了补偿法检验 ,最终得到的干涉图样易于分析和判读。实验表明 ,对于光学元件的面形检验 ,尤其是非球面元件的面形检验 ,双波长全息干涉术是一种可行的测量新方法。

红外双波段点目标双色比分析与处理

红外双色比能够表征目标的温度信息,但点目标双色比受噪声、探测器盲闪元以及跨像元因素干扰,难以准确测量,影响测温精度。应用递归图法定性分析和判断了点目标双色比的非平稳性。针对这一特性,先对点目标信号应用移动平均滤波做预处理,再通过小波软阈值去噪对双色比进行降噪处理。试验结果表明,在信噪比大于12的条件下,该方法可以实现静态点目标1 K温度分辨率,慢速动态点目标2 K温度分辨率。

新型环保绝缘气体C5-PFK的红外光谱特性及混合比检测方法研究

1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮(C5-PFK)气体因其优良的电气绝缘性能和良好的环保特性受到国内外广泛关注。制备高精度的C5-PFK混气并实现对其混合比的精准检测,有利于对C5-PFK混气的科学论证,最大限度的减少电力隐患。采用FTIR实验,结合B3LYP方法进行光谱理论计算,对C5-PFK气体的红外光谱吸收特性进行了研究;针对测试环境中可能存在的CO_(2)及微水气体,在相同的温压及光程条件下进行了谱线交叉干扰分析;基于非分散性红外线(NDIR)技术对C5-PFK混气混合比传感器进行了仿真测试,开展了传感器硬件系统的整体设计。根据传感器的输出特性,建立了BP神经网络温度补偿模型,并对传感器的重复性及示值误差进行了测试。结果表明:C5-PFK气体的强吸收峰位置分别为1 200、 1 262及1 796 cm^(-1),分子理论计算与气体实测的红外光谱吻合较好;合成空气背景下1 262 cm^(-1)位置CO_(2)气体的吸光度为6.04×10^(-7), 150 nm滤波带宽内微水峰面积影响因子约为3.15×10^(-3),谱线交叉干扰可忽略不计,采用NDIR技术选择1 262 cm^(-1)位置实现混合比检测切实可行;以量程追踪光程,传感器仿真测试结果显示6.5 mm光程可实现0~15%的C5-PFK混气混合比的检测。传感器输出特性显示:吸收变量SA/SB值随温度的升高而减小,呈现非线性关系;10%的C5-PFK/Air混气在BP神经网络算法温度补偿前后最大示值误差分别为29.23%及1.29%,补偿后输出吸收变量SA/SB值基本保持不变;传感器重复性测试显示RSD为0.27%,小于3%;不同浓度对应的传感器示值的线性拟合系数R^(2)为0.999,最大示值误差为2.47%。综上,验证了该检测方法及其传感器在C5-PFK气体混合比检测范围、抗干扰能力及可靠性等方面优势,为C5-PFK混气电气设备混合比检测提供一种可行的解决方案。

双波长测温系统研究

燃烧发电电站炉膛温度的准确测量对于实现锅炉安全、高效及低污染排放有着重要意义。因此研究设计一种准确可靠的温度检测系统(装置)就显得尤为重要。本文现介绍一种基于单片机的利用双波长测温原理进行非接触远距离测温的系统--双波长测温仪供参考使用,该系统采用红外探测器,可快速准确测量温度。其安装简单、性价比高、可维护性好,可提高对资源的利用及掌控水平,提高社会效益和经济效益。

可重复使用的GIS包扎检漏智能一体化装置研制

文章针对GIS室内六氟化硫气体检漏仪使用过程中的施工效率低、环境污染多、检漏效果差的问题,提出了一种可重复使用的GIS包扎检漏智能一体化装置。该装置具有包扎简易、可循环使用、包裹严密、自动检测等特点。文章详细介绍了用于GIS包扎检漏的智能一体化装置,给出了该装置示意图,阐述了其创新特点及装置优点,最后通过实际现场模拟测试,说明了装置的使用效果。

基于光电容积脉搏波的无创血糖测量研究

目前临床使用的血糖测量方法是采用直接抽取患者血液,根据生物化学反应原理测量血糖,这种有创测量方法存在疼痛、易感染、不能连续测量等问题。根据光电容积脉搏波检测理论,研究了一种血糖测量方法,实现临床无创连续血糖测量。该方法采用波长为805 nm和940 nm两束近红外光透射患者手指,其中805 nm为血糖敏感波长,940 nm为参考波长。从透射光中提取与血糖有关的信息进行数据处理并进行标定,计算血糖值。经实验验证,该方法能实现连续的无创血糖测量。

一种基于NDIR原理的CO2浓度测量的温度补偿模型

非色散红外(Non-Dispersed Infrared,NDIR)CO2浓度测量过程中环境温度是重要影响因素之一,温度补偿模型有助于提高测量精度。通过研究非色散红外CO2吸收原理,提出了单光源双光束的差分式测量方法。在研究了非色散红外CO2浓度检测器的电压与环境温度之间的关系后,利用实验方法,提出了一种基于最小二乘法的温度补偿线性模型,并基于测量电压与浓度之间的数据关系,最终建立CO2浓度的非线性计算模型。大量实验数据表明,该温度补偿模型能够消除环境温度对CO2浓度的非线性影响,提高测量精度。

非致冷探测器空间应用的开发

欧洲航天局（ESA）研发了一种用于水星飞行任务的多功能航天器。BepiColombo包括两个航天器，其中之一（水星人造卫星平台（MPO））将包含遥感仪器对行星进行测量，测量波长覆盖远红外到吖射线波段。水星热红外分光计（MERTIS）测量水星7～14txm范围的发射光谱以获取表面矿物成分。这将使用非致冷红外焦平面阵列（红外焦平面）作为分光计核心部件。在这种结构中，已经开发出的红外焦平面阵列为160x120的微辐射热测量仪阵列，像素间距为35μm。该传感器由可产生短的热时间常数和非常低的噪声等效温差（NETD）的无定形硅制成。该探测器运作于空间环境的事实引起了人们特别关注。本文将介绍在性能、辐射和力学环境方面满足MERTIS要求的具体进展情况。