基于宽波段激光吸收谱的真空分压力测量方法

为了弥补质谱法测量分压力的诸多原理性缺陷和调谐二极管激光吸收谱法(TDLAS)的不足,提出了基于双光梳外差光谱技术的激光吸收谱真空分压力测量方法。利用双光梳光谱仪工作波段宽、光谱分辨率高和测量速度快的优势,辅以多通池样品腔增加有效吸收长度,实现非侵入式、高速度和高精度的真空分压力测量。利用CH 4在3.3222~3.4130μm波段的32个特征吸收峰分别测量CH 4的分压力,测量结果中最大相对偏差为5.45%,均值分压力的偏差为0.85%。经过不确定度估算分析,分析结果与测量结果较为一致。利用目标气体N个特征吸收峰分别反演计算分压力后等权平均,可以明显降低真空分压力的测量不确定度,降低系数约为1 N。

小波分析在直接吸收谱信号分析中的应用

采用小波分析方法对直接吸收谱信号进行消噪处理,通过对信号的高、低频部分进行分离实现了噪声消除。采用这种方法对近红外波段的DFB(分布反馈)半导体激光器所发出并且经由气室吸收、数据采集等步骤产生的直接吸收信号进行噪声消除实验,清除了数据中的高频噪声。实验中的两种光谱信号经消噪处理后,反映了数据的光谱特性,有利于进行光谱数据的拟合处理;尤其将受到气流强烈干扰的信号去除了大幅值的噪声信号,使该信号反映气流的速度特性,并能进行后续的线型拟合工作。

气溶胶光学特性对宽谱差分吸收激光雷达NO_(2)质量浓度反演结果的影响

针对宽谱连续波差分吸收激光雷达(DIAL)的特点,通过仿真不同大气条件下的激光雷达信号,计算分析宽谱DIAL气溶胶消光和后向散射效应引起的二氧化氮(NO_(2))质量浓度反演误差。研究结果表明:当大气气溶胶均匀分布时,NO_(2)质量浓度反演误差主要取决于气溶胶消光效应,而后向散射效应引起的NO_(2)质量浓度反演误差一般可忽略不计;当大气气溶胶非均匀分布时,气溶胶后向散射效应引起的NO_(2)质量浓度反演误差依赖于气溶胶非均匀分布程度,且与波长指数成反比。此外,适当增大分段拟合距离可有效降低气溶胶后向散射效应引起的NO_(2)质量浓度反演误差。利用光谱近似得到宽谱NO_(2)-DIAL气溶胶消光和后向散射效应引起的NO_(2)质量浓度反演误差的近似模型,通过对比模拟计算的结果,验证了近似模型评估NO_(2)质量浓度反演误差的可行性。

TDLAS直接吸收法测量CO_2的基线选择方法

本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进行了对比。结果表明:采用纯N2线拟合法反算出的浓度的最大相对误差为2.64%,均方值为1.69%;采用去拟合法反算出的浓度的最大相对误差为9.81%,均方值为7.81%。以纯N2吸收谱线作基线的纯N2线拟合方法反算出的浓度的准确度较高,可以为CO_2浓度测量的基线选择提供参考。

TDLAS气体温度测量过程的建模与仿真

基于可调谐半导体激光吸收谱(tunable diode laser absorptionspectroscopy,TDLAS)的温度测量技术,实现了气体温度测量过程的建模与仿真。采用Matlab中的动态仿真工具Simulink,建立了光源模型、气室模型和数据检测模型。在设定环境条件下,通过模型仿真得到测量的气体温度并进行分析。结果表明:该模型能反映实际的激光调制效果和气室吸收情况,仿真的结果对TDLAS测温系统的研究有一定的参考价值。

基于物联网的焦炉煤气检测数采系统的设计与实现

为实现焦炉煤气组分信息的采集,对炼焦流程以及焦炉煤气的组分进行建模分析并对检测数据进行网络传输,设计了基于物联网的焦炉煤气检测数采系统。系统采用双核构架,以SQLite数据库存储和管理检测数据,以AES结合MD5为数据存储和网络传输提供加密方案。实现了数据的采集、分析及传输,可从监控中心获取并显示焦炉煤气组分信息以及炼焦过程的监控信息,能够执行远程控制指令以及以"云计算"方式调阅检测数据,而且保证了各过程中检测数据及其它相关信息的安全,为减少原材料消耗,降低污染排放,以及提高安全性、提升产品质量、提高生产效率提供保障。