基于TDLAS和恒流稀释取样的磨煤机出口痕量CO体积分数在线监测技术研究

磨煤机运行参数直接影响着燃煤机组的运行安全和燃烧性能,实时在线监测磨煤机出口CO体积分数并基于监测数据进行安全预警具有重要意义。首先基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射池开展波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)法测量精度及检测限验证实验。实验结果表明,在1~10μL/L内CO测量值与配气值一致且检测限可低至5.2×10^(-3)μL/L(300 s),具有极高的灵敏度和测量精度。随后基于原理实验研制痕量CO体积分数在线测量系统,并结合烟气恒流稀释高保真预处理技术,将研制的痕量CO体积分数在线监测系统应用于火电机组磨煤机现场,采用多点轮测方式实现了单台火电机组5台磨煤机出口CO在线监测及安全预警。最后结合磨煤机出口温度等监测数据对一次风温进行调整,可在确保磨煤机安全运行基础上提高锅炉效率。

Co(Ⅱ)Cu(Ⅱ)的高效液相色谱分离及样品中超痕量Co(Ⅱ)的测定

高效液相色谱(HPLC)开始几乎只专门用于有机化合物的分离、检测。近年来,在无机离子检测方面的研究有所发展。有关文献指出:HPLC已在一些专门的研究领域如混合配合物的几何异构体和光学异构体的分离;金属螯合物的配体交换反应动力学研究;金属离子的化学形态分析及某些金属离子的自动检测方面均获应用。液相色谱的各种分离方式在金属螯合物分离方面已得到实践。近十几种配体形成的金属螯合物业已实现分离,但用2—(5—溴—2—吡啶偶氮)—5—二乙氨基酚(5—Br—PADAP)为配体分离。

基于中红外QCL的痕量CO气体传感器

为了减少CO爆炸给国民经济造成的巨大损伤,提出了一种能够快速地监测环境空气中痕量CO的气体传感器。由于CO分子基频吸收谱带的吸收线强要比泛频带和组合频带的吸收线强高出2～3个数量级,选择激射中心波长为4.65μm中红外量子级联激光器（QCL）作为光源,同时再配合长光程Herriott气室提高了CO体积分数检测下限。同时,该传感器采用单光源双探测器差分光学结构,消除了电调制光源所带来的不稳定性。实验表明：该传感器CO体积分数检测下限为2×10-6,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的中红外QCL来测量其它气体。

悬臂梁增强型光声光谱:定量测量痕量CO

SF_(6)是一种优良的绝缘气体,常用于GIS内部,在GIS异常运行时,可能产生分解,产生多种分解组分,CO就是其中一种,对CO的定量测量具有极大的意义。文中基于气体的光声效应和迈克尔逊干涉仪对悬臂梁形变的测量,选择了中心波段为6 377.406 6 cm^(-1)的CO近红外吸收谱带作为研究对象,利用中心波长为1 567 nm的DFBLD近红外蝶型激光器,搭建了痕量CO气体检测平台。分析了气体池内部温度和压强对CO红外吸收系数和净光声信号幅值的影响,定量测量并分析了SF_(6)和N_(2)背景下净光声信号幅值与CO气体体积分数之间的关系。结果表明:CO气体体积分数与净光声信号幅值之间具有良好的线性关系;N_(2)背景下的CO检测下限达到3.63μL/L,SF_(6)背景下的CO检测下限达到9.88μL/L;温度、压强对光声信号幅值均具有一定的影响,随着温度升高和压强增大,光声信号分别减弱和增强。

基于中红外量子级联激光器的痕量CO检测仪研制

为了提高一氧化碳(CO)气体浓度的检测下限和灵敏度,研制了一种痕量CO检测仪。该检测仪采用激发波长为4.8μm的中红外量子级联激光器(QCL),结合中红外光程长度为76 m的多次反射herriott吸收气室,有效地提高了CO气体浓度检测下限和灵敏度。同时,利用差分双光路空间光学结构,消除了电调制光源所带来的不稳定性。实验表明,该检测仪能够灵敏、快速和连续地检测环境空气中痕量CO气体浓度,在4 s的采样时间内达到了40 nmol/mol气体检测灵敏度,也可通过替换在不同波长下运行的QCL测量其它气体。

采用中红外量级级联激光器的痕量CO浓度传感器

介绍了一种基于中红外光谱吸收原理的痕量一氧化碳(CO)浓度传感器。整套传感器系统采用了激发波长为4.8μm的量子级联激光器(QCL)作为光学光源,使用分光镜将其光束分为能量相等的两束,分别通过长光程herriott吸收气室和参考气室最终到达两个探测器。通过检测系统输出光强信号的电压值,利用朗伯比尔定律进行计算得到所测量的痕量CO浓度值。经过实验验证,当采样时间被设置为4秒时,在一个单独的采样周期内,传感器的灵敏度最高可达40 nmol/mol,并且可长时间稳定运行于室温环境之下。

高纯硅烷中痕量CO、CO_2、H_2O转化色谱分析

本文叙述高纯SiH_4中痕量杂质的转化色谱分析条件、装置及流程。通过弱极性有机担体柱有效地将硅烷中ppm级杂质与主组份分离。分离后的主组份经氢气氛下高温还原和电石转化生成烃类,送FID高灵敏检测,当进样量为1毫升,记录仪为1毫伏(250毫米)时,本试验所得灵敏度:CO,0.15vpm/mm;CH_4,0.08vpm/mm(样品直接送FID检测灵敏度);CO_02,0.5vpm/mm,H_2O,0.3vpm/mm。同时确定了较满意的分析操作参数,提出了相应的分析流程。

高纯一氧化碳中痕量CO_2和CH_4的分析

高纯CO已广泛用于冶金，化工和科技等领域。激光技术等许多部门对CO的纯度要求较高。我所在研制高纯CO的同时，进行了高纯CO中痕量杂质的分析研究。本文介绍了对CO中CO2和CH4的分析方法。

基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测

可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术在检测甲烷气体浓度过程中,甲烷气体透射光强二次谐波信号幅值与痕量甲烷气体浓度值成正比关系。如何准确和快速筛选目标甲烷透射光强二次谐波信号幅值至关重要。通过光电探测器获取1 000个甲烷气体透射光强信号样本,解调该透射光强信号获得二次谐波信号。人工在获得多种痕量甲烷气体透射光强和通过透射光强解调二次谐波信号时,存在噪声和人为操作对二次谐波信号的幅值产生影响,从而造成人工筛选二次谐波信号的时间增加。针对传统TDLAS技术筛选痕量甲烷气体二次谐波信号过程中存在高额时间成本的问题,提出了一种基于宽卷积和宽卷积核一维卷积神经网络(1D-WCWKCNN)的痕量甲烷气体浓度检测方法。首先,借助甲烷气体数据集训练1D-WCWKCNN模型,根据训练结果不断调整模型参数。其次,利用宽卷积层和宽卷积核一维卷积层对痕量甲烷气体二次谐波信号进行特征提取,使网络进行一次卷积后能够获得甲烷气体浓度信号中更长序列以及该序列边界信息与气体浓度之间的特征关系。甲烷透射光强二次谐波信号通过6层卷积层提取该信号与甲烷气体浓度关系的深层特征,然后通过6层最大池化层保留该信号与甲烷气体浓度关系的主要特征,再经过Flatten层将前一层处理的痕量甲烷气体透射光强二次谐波信号数据进行一维化处理。最后,根据训练好的1D-WCWKCNN模型通过Dense层输出痕量甲烷气体浓度。利用基于1D-WCWKCNN的痕量甲烷气体浓度检测模型代替了TDLAS技术中人工花费高额时间成本筛选二次谐波信号进行拟合直线对痕量甲烷气体浓度检测的过程。在实际实验中验证了该方法的有效性,实验结果表明利用该方法能够对50~1 000 mg·L^(-1)的痕量甲烷气体浓度进行有效检测,其准确度达到99.85%,与其他方法相比该方法信号特征提取能力强,检测甲烷气体精度高。该方法有助于气体检测领域中待测气体浓度信号的筛选。

氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉

在砂岩型铀矿样品中,被测元素镉含量较低,每个质量丰度都存在不同类型的质谱干扰,而且各干扰元素的含量也存在较大差异,对电感耦合等离子体质谱法准确测量痕量镉造成比较大的困难。因此为了准确测量砂岩型铀矿样品中镉的含量,需要克服样品中不同类型的质谱干扰。采用氢化物发生-电感耦合等离子体质谱联用技术,被测镉元素气化后进入质谱仪中进行测量,可以有效解决测量元素镉的质谱干扰问题,同时提高了元素镉的灵敏度。建立了微波消解样品,连续流动注射进样氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法准确测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法。以盐酸溶液为介质,加入硫脲、亚铁氰化钾掩蔽剂溶液,以磷酸氢二铵、锶离子为增敏剂,优化了介质选择及浓度、硼氢化钾浓度、镉增敏剂的选择与用量等条件,并且有效解决了共存离子的干扰问题。研究表明:建立的连续流动注射氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法,具有检出限低,正确度高,精密度好和适用范围宽等特点。方法检出限为0.001µg·g^(-1),精密度优于8.80%(以多次测量的相对标准偏差RSD来表征)。

伏安极谱仪测定海水中活性态痕量金属

阳极溶出伏安法是一种可以直接用于海水中痕量金属元素检测分析的有效方法,不仅能够实现多元素同时检测,而且不需要样品预浓缩处理.通过伏安极谱仪,研究了富集电位和富集时间等关键参数对阳极溶出伏安法测定痕量金属铜、铅、镉、锌的影响,对过滤后的海水样品直接进行检测,实现了烟台四十里湾不同站位海水中活性态痕量金属铜、铅、镉、锌的测定,为海水中痕量金属元素的形态分析及生物可利用性研究提供了有效技术手段.

中条山断裂带痕量氢观测网建设及观测现状

中条山断裂为山西南部运城断陷盆地的主控构造,是开展痕量氢成网观测的理想场地。该研究选取中条山断裂带上夏县、平陆、芮城和盐湖区防震减灾中心,运城地震监测中心站5个痕量氢台站作为研究对象,对台站勘选、测孔建设、辅助设备建设等环节,从完整性、稳定性及动态特征方面进行质量评价;对比分析运城站自2022年7月以来出现的高值变化及可能引起变化的原因,初步判定与该区温泉水开采量减少有关;对观测数据存在的背景值偏低及数据超差个数较多的情况,提出相应的改进建议。

基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改性后的纸基电极(rGO/SPCE@paper)。通过优化石墨烯沉积时间、预富集时间、模板离子洗脱时间等实验条件,发现在5~100μg/L浓度范围内Cd(Ⅱ)溶出峰电流与浓度表现出良好的线性关系,检出限为0.91μg/L(S/N=3)。结果表明:Cd(Ⅱ)-IIP@paper具有较好的重复性和稳定性,制备的电化学传感器表现出良好的选择性,将其应用于实际水样中Cd(Ⅱ)的检测,回收率在94.0%~104.4%之间,具有较强的实用价值。

固态药物痕量晶体定量技术的研究进展

晶型是影响药物理化性质的关键因素,进而影响药物的体内药效、安全性及稳定性。固态药物的晶型研究对于药物的生产工艺开发、质量控制、临床疗效评价等至关重要。化学计量学方法与分析检测技术的联合应用,表现出对大量多维数据极强的分析能力,为痕量晶体(<1%)的定量检测提供了可能。同时,利用过程分析技术(process analytical technology,PAT)对制剂制备过程中的晶体含量进行实时监测,可进一步实现对制剂质量的控制,并作为支撑晶型专利保护的核心技术。本文概述了晶体定性定量分析技术和化学计量学方法联合应用于痕量晶体的定量测定,以期为药品的生产和质量控制提供指导。

痕量气体掩星探测高光谱成像光谱仪光学系统设计

痕量气体作为大气的重要成份,对地球的生态起着重要作用。为了实现宽波段、高光谱全天时连续测量,本文设计了一款在掩星探测模式下工作的高光谱成像光谱仪。该系统为共狭缝的双通道结构,紫外-可见光通道采用单凹面光栅结构、红外通道采用利特罗与浸没光栅结合结构,有效地减小了体积。利用软件对光学结构进行优化,优化结果表明:光谱仪在250~952 nm波段范围内工作,其中紫外-可见光通道工作波段为250~675 nm、光谱分辨率优于1 nm、MTF在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均高于0.58、全视场各波长处RMS值均小于21μm;红外通道工作波段为756~952 nm、光谱分辨率优于0.2 nm、MTF在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均高于0.76、全视场各波长处RMS值均小于6μm,均满足设计要求。结果表明该高光谱成像光谱仪系统可以实现对痕量气体的掩星探测。

氧气反应模式-四极杆ICP-MS定量高温合金中痕量元素及质谱干扰消除机理研究

本研究建立了氧气反应模式-四极杆电感耦合等离子体质谱(Q-ICP-MS)法准确定量高温合金中痕量杂质元素,对不同碰撞/反应模式消除质谱干扰的效果进行研究。结果表明,氧气动态反应池(DRC-O_(2))模式下,目标元素Cd的多原子离子质谱干扰能够被有效去除;在优化气流为2 mL/min时,信噪比达到最高,检出限较标准模式(STD)降低了近3个数量级。此外,还研究了质谱干扰的消除机理,发现对于元素X(X=Rb、Nb、Mo、Cs、Ta、W或U),当X-O键能大于O-O键能时,质谱干扰组分XO转化成非干扰组分XOO为自发反应,因此,O_(2)充足时更容易生成XOO,从而消除XO干扰。在此基础上,采用高浓度基体模拟溶液(Mo、Nb、Ta、W)分别对痕量Cd、Ag、Au、Hg元素测量的方法学参数进行评估,方法检出限0.08~0.31μg/g、测量重复性相对标准偏差(RSD)2.3%~3.1%(n=6),加标回收率98%~103%,并进一步使用高温合金标准物质验证了方法的可靠性。最后,对3类典型牌号高温合金样品中的痕量杂质进行测量,证明该方法的分析速度快、检出限低、准确可靠,能够满足高温合金中主量Mo、Nb、Ta、W元素存在时被干扰杂质的测量要求。

原油中痕量化合物的研究进展

痕量化合物是油气成因、来源、形成环境、次生地球化学改造等研究的重要指示物,随着当前油气研究不断地向非常规储层以及深层储层进发,此类化合物在油气地球化学研究中显得愈发重要。本文综述了近年来原油中痕量化合物的定义、分类,及其在母质来源与形成环境分析、高演化阶段油气成熟度与油源对比、油气运移路径示踪、油气次生地球化学改造等方面的研究进展,总结了基于痕量化合物所建立的原油热裂解、硫酸盐热化学还原反应、气侵改造作用等评价参数的应用现状;同时,指出痕量化合物的形成机理以及寻找具有指示物源意义的痕量分子化合物、加强单体同位素分析是未来的研究重点,并且随着测试技术与研究认识的不断提升或将发现新的过渡型分子化合物。

痕量灌溉对棉花根系活力·生物量累积与供水关系的影响

[目的]针对内蒙古阿拉善地区棉田生产中存在的水资源短缺、水分低效问题,采用痕量灌溉方式揭示痕量灌溉下棉花生长发育和水分利用效率对田间供水方式的响应机制。[方法]通过田间小区试验,研究痕量灌溉不同埋深和水量对棉花根系活力、生物量累积的影响。[结果]棉花根系生物量呈“S”形曲线增长;自苗期至吐絮期,棉花根系生物量整体呈增加的趋势。痕灌处理棉花根系活力较膜下滴灌(CK)处理均有所提高。T_(1)处理棉花根系活力最高,有助于促进根系下扎,形成合理的根系结构。[结论]蕾期和花铃期是植株快速生长期,灌溉供水是维持生育耗水的关键。

使用飞行时间二次离子质谱法判定痕量氧元素的测试方法

采用飞行时间二次离子质谱法对CaF_(2)晶体、YF_(3)薄膜和Au薄膜中的痕量氧元素进行测试。结果表明:通过改变分析离子源光阑大小来改变离子束流,进而改变作用在试样表面的单位面积离子剂量,当离子束流增大时,CaF_(2)晶体与YF_(3)薄膜的氟离子、氧离子产额均增加,表明CaF_(2)晶体与YF_(3)薄膜中存在氧元素,测试结果与CaF_(2)的紫外光谱测试结果和YF_(3)薄膜的红外光谱测试结果相吻合;当离子束流增大时,金离子产额增加,而氧离子产额无明显变化,说明检测到的氧元素来自试验环境中的残余气体,Au膜中不存在氧元素。

氢燃料电池汽车用氢气中痕量硫化物的分析进展

氢燃料电池汽车(FCV)用氢气中的痕量硫化物会导致催化剂中毒,使电池的性能显著下降。各标准组织均对氢燃料电池用氢气中的硫含量做了严格的限值,要求硫化物的含量(以H_(2)S或S_(1)计)低于0.004μmol/mol,这对硫化物的分析提出了很高的要求。本文介绍了气体分析领域中各种痕量硫分析的方法和原理,比较了它们的优缺点,并对它们在FCV用氢中痕量硫分析的应用进行了探讨。