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RBC Membrane Camouflaged Semiconducting Polymer Nanoparticles for Near-Infrared Photoacoustic Imaging and Photothermal Therapy 被引量:3
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作者 Dongye Zheng Peiwen Yu +3 位作者 Zuwu Wei Cheng Zhong Ming Wu Xiaolong Liu 《Nano-Micro Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第7期218-234,共17页
Semiconducting conjugated polymer nanoparticles(SPNs)represent an emerging class of phototheranostic materi-als with great promise for cancer treatment.In this report,low-bandgap electron donoracceptor(DA)-conjugated ... Semiconducting conjugated polymer nanoparticles(SPNs)represent an emerging class of phototheranostic materi-als with great promise for cancer treatment.In this report,low-bandgap electron donoracceptor(DA)-conjugated SPNs with sur-face cloaked by red blood cell membrane(RBCM)are developed for highly e ective photoacoustic imaging and photothermal therapy.The resulting RBCM-coated SPN(SPN@RBCM)displays remarkable near-infrared light absorption and good photosta-bility,as well as high photothermal conver-sion e ciency for photoacoustic imaging and photothermal therapy.Particularly,due to the small size(<5 nm),SPN@RBCM has the advantages of deep tumor penetration and rapid clearance from the body with no appreciable toxicity.The RBCM endows the SPNs with prolonged systematic circulation time,less reticuloendothelial system uptake and reduced immune-recognition,hence improving tumor accumulation after intravenous injection,which provides strong photoacoustic signals and exerts excellent photothermal therapeutic e ects.Thus,this work provides a valuable paradigm for safe and highly e cient tumor pho-toacoustic imaging and photothermal therapy for further clinical translation. 展开更多
关键词 Semiconducting conjugated polymer nanoparticles Red blood cell membrane camouflage Deep tumor penetration photoacoustic imaging Photothermal therapy
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光声光谱技术应用于痕量气体浓度测量的研究进展
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作者 郑洪全 戴景民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-14,共14页
光声光谱技术作为实现痕量气体浓度高效率、高精度测量的重要气体传感技术,因其响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点被广泛应用到大气环境检测、电力系统故障诊断、医疗健康诊断等领域当中。首先介绍了光声光谱技术痕量气体浓度测量... 光声光谱技术作为实现痕量气体浓度高效率、高精度测量的重要气体传感技术,因其响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点被广泛应用到大气环境检测、电力系统故障诊断、医疗健康诊断等领域当中。首先介绍了光声光谱技术痕量气体浓度测量的基本原理,对应用光声效应实现痕量气体浓度测量的机理进行了简要的描述,同时,介绍了基于光声光谱技术的典型痕量气体浓度测量装置的结构。其次,从光声信号强度的理论分析出发,引出国内外学者在光声光谱痕量气体浓度测量领域的研究热点,为了实现基于光声光谱技术的痕量气体浓度测量装置更强的抗干扰能力、更紧凑的结构、更低的检测下限、更高的检测灵敏度,国内外学者的研究重点可以总结为以下三点:(1)辐射光源的选取和设计,以实现更佳辐射光源的输出波长、更宽的调谐范围、更高的辐射光源输出功率。(2)更优秀的光声池设计,以实现更高效的声能量积聚、更紧凑的结构和更强的抗干扰能力。(3)声敏探测器的设计,以实现更高的声音灵敏度、更高的信噪比。详细介绍了基于光声光谱痕量气体浓度测量装置的三个核心元件:辐射光源,主要介绍了相干光源和非相干光源的应用研究进展;光声池,主要介绍了光声池的设计原则以及非共振式和共振式光声池的应用研究进展;微音器,主要介绍了电容式微音器、压电式微音器的应用研究进展,并对近期研究热点石英增强光声光谱技术进行简要的介绍。在介绍目前辐射光源、光声池、微音器应用研究进展的同时,分析了各元件的优势和需要解决的问题。最后,总结了光声光谱技术应用于痕量气体浓度测量领域装置存在的信噪比不高、结构复杂、检测灵敏度和检测下限易受混合气体之间的交叉干扰等问题,并且对未来测量装置中的三个核心元件:辐射光源、光声池、微音器的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 光声光谱 痕量气体检测 辐射光源 光声池 微音器
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痕量气体检测中光声池的仿真设计研究
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作者 项标 邢丽坤 《洛阳理工学院学报(自然科学版)》 2024年第2期59-64,共6页
针对如何改变光声池的特征频率获得所需频率光声池的问题,利用有限元分析法,以H型差分光声池和圆柱形光声池为研究对象,分别分析了共振管的长度和半径、缓冲腔的长度和半径对H型差分光声池特征频率的影响,分析了谐振腔的长度和半径、缓... 针对如何改变光声池的特征频率获得所需频率光声池的问题,利用有限元分析法,以H型差分光声池和圆柱形光声池为研究对象,分别分析了共振管的长度和半径、缓冲腔的长度和半径对H型差分光声池特征频率的影响,分析了谐振腔的长度和半径、缓冲腔的长度和半径对圆柱形光声池特征频率的影响。结果表明:谐振腔长度和半径的增大会减小特征频率,缓冲腔半径的增大也会减小特征频率。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 有限元仿真 特征频率
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基于微型共振光声池的高灵敏度油中溶解气体检测技术
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作者 曹玲燕 李志军 +3 位作者 齐宏超 赵继宽 李辰溪 陈珂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期250-257,共8页
针对真空脱气法脱气效率高但气量少的特点,提出了基于微型共振光声池的高灵敏度油中溶解气体检测技术。使用真空脱气法对变压器油中溶解的乙炔气体进行脱气,结合气室体积为12.4 mL的小体积H型共振式光声池,实现对油中溶解乙炔气体浓度... 针对真空脱气法脱气效率高但气量少的特点,提出了基于微型共振光声池的高灵敏度油中溶解气体检测技术。使用真空脱气法对变压器油中溶解的乙炔气体进行脱气,结合气室体积为12.4 mL的小体积H型共振式光声池,实现对油中溶解乙炔气体浓度的高灵敏度测量。利用掺铒光纤放大器对激光功率进行放大,并分析在近红外波段乙炔、水蒸气和二氧化碳的气体吸收光谱,选择较合适的气体吸收谱线进行光声信号激发。通过实验对激光调制电流和调制频率等参数进行优化。配置不同浓度的油样对系统的性能进行测试,得到系统对乙炔油样的最低检测限为0.2μL/L。 展开更多
关键词 激光光谱 光声光谱 油中溶解气体分析 光声池 真空脱气
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两级缓冲式光声池仿真设计及性能分析
5
作者 靳华伟 王浩伟 +1 位作者 罗平 方磊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2375-2380,共6页
光声池是发生“光-热-声”耦合的场所,光声池性能的优劣直接影响检测系统的精度与灵敏度。为了提高光声池的性能,在传统圆柱形光声池的基础上,提出了一种两级缓冲式光声池。利用COMSOL软件中热粘性声学物理场接口仿真分析了缓冲隔板高... 光声池是发生“光-热-声”耦合的场所,光声池性能的优劣直接影响检测系统的精度与灵敏度。为了提高光声池的性能,在传统圆柱形光声池的基础上,提出了一种两级缓冲式光声池。利用COMSOL软件中热粘性声学物理场接口仿真分析了缓冲隔板高度及缓冲隔板数量对光声池内声场的影响规律。结果表明,光声池的共振频率随缓冲隔板数量和高度的增大而减小。当缓冲隔板的数量固定,缓冲隔板高度H大于11 mm时,光声池的共振频率随缓冲隔板高度的增加而急剧减小。在光声池共振频率要求范围内,共振频率的减小有利于光声信号幅值的提高;当缓冲隔板的高度固定时,光声池的声压随缓冲隔板数量的增加而减小;当缓冲隔板高度在0~11 mm之间时,声压值保持相对稳定;当缓冲隔板高度大于11 mm时,声压值随缓冲隔板高度的增加而急剧减小。流场方面,通过在缓冲腔内设置缓冲隔板可减小左侧缓冲腔内的速度梯度。一级缓冲方式虽可一定程度减小速度梯度,但在缓冲隔板处出现速度波动,而两级缓冲方式不仅减小了光声池内的速度梯度,而且使气体流速更加平稳。考虑到光声信号幅值、声压及光声池内速度梯度等指标,选用缓冲隔板高度为11 mm,缓冲隔板数量为2。基于所给最优参数的两级缓冲式光声池,仿真及实验结果表明:所设计的两级缓冲式光声池和同尺寸的圆柱形光声池相比,声压由3.34×10^(-5)降低为3.32×10^(-5),本底噪声由(2.83±0.11)μV降低为(1.26±0.03)μV,共振频率由1344 Hz降低为1299 Hz。虽声压减小了1.2%,但声噪比提高了2.22倍,且共振频率在满足要求的范围内降低了3.3%,使光声信号幅值得到一定程度提升。整体来说,两级缓冲式光声池稳定了气体流动噪声,减小了流动噪声的波动幅度,为光声池优化设计提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 有限元分析 优化设计
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基于正交试验的光声池气流性能模拟及参数优化
6
作者 程刚 曹亚南 +2 位作者 田兴 曹渊 刘锟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3899-3905,共7页
基于光声光谱原理的气体浓度检测是光声技术最典型的应用。与其他光谱气体检测方法相比,光声气体检测技术主要具有结构简单、探测器不受波长限制、零背景噪声、成本低等优点。它在气体检测领域得到了广泛的认可和应用。作为光声光谱气... 基于光声光谱原理的气体浓度检测是光声技术最典型的应用。与其他光谱气体检测方法相比,光声气体检测技术主要具有结构简单、探测器不受波长限制、零背景噪声、成本低等优点。它在气体检测领域得到了广泛的认可和应用。作为光声光谱气体检测系统的核心部件,光声池的性能将直接影响系统的检测结果。因此,光声池的优化设计已成为该领域的研究热点。当前,针对光声池的优化主要是基于系统静态条件,关于光声池腔内气体流动性能及动态时间响应的研究报道较少。由于光声池在动态检测条件下的气体扰动及系统检测噪声具有一定影响,因而对于光声池的相关参数进行进一步的探索与优化,改善光声池腔内气体流场分布、动压特性及其气体浓度平衡时间对于提升光声光谱的气体检测性能具有重要意义。为此,以传统的圆柱形光声池为基础,基于三维流场数值模拟方法建立了光声池腔内流场的稳态和瞬态模拟模型,计算获得了光声池腔内气体流场分布及其气体浓度平衡响应规律,结果表明,减少光声池腔内气流流速及优化光声池中的过渡结构将会改善气流引发的动压波动以及缩短腔内气体浓度调节时间。以光声池的缓冲腔与谐振腔过渡处圆角、辅助孔数量、辅助孔半径、辅助孔中心圆半径以及进气速度5个参数为因素,以谐振腔轴线中点处动压值和气体浓度调节时间为考察指标,采用数值模拟和正交试验设计与熵权法相结合的方法,获得了光声池的相关参数对动压值影响的主次影响顺序为:辅助孔半径>辅助孔数>进气速度>过渡圆角>辅助孔中心圆半径;对调节时间影响的主次顺序依次为:进气速度>辅助孔半径>辅助孔数=辅助孔中心圆半径>过渡圆角,为平衡指标的影响,将多目标参数优化问题转化成单目标优化问题,客观地给出动压值和调节时间的权重分别为0.49、 0.51。在研究参数范围内,获得了其最佳参数组合为:缓冲腔与谐振腔过渡处圆角为3.0 mm、辅助孔数量为8个、辅助孔半径为3.5 mm、辅助孔中心圆半径为22.5 mm、进气速度为0.06 m·s-1,优化后的光声池谐振腔轴线中点处动压值为9.4×10^(-4)Pa,腔内气体浓度调节时间为141 s,相较于优化前的指标,动压值相对降低了88.1%,调节时间相对降低了17.5%,两项指标均得到优化提升,优化效果较为理想。研究方法与结论可为光声池的优化设计和拓展研究提供重要参考。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 数值模拟 正交试验 熵权法 参数优化
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绝缘材料光声池的理论分析与实验验证
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作者 陈图南 李康 +2 位作者 邱宗甲 韩冬 张国强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2922-2927,共6页
高压套管是电力系统的核心部件,对高压套管的绝缘状态进行检测具有重要的实际意义。由于目前常见的绝缘状态在线监测设备难以适用于安装位置特殊、体型较小的高压套管,研发适用于高压套管的检测系统势在必行。相较于传统金属结构的光声... 高压套管是电力系统的核心部件,对高压套管的绝缘状态进行检测具有重要的实际意义。由于目前常见的绝缘状态在线监测设备难以适用于安装位置特殊、体型较小的高压套管,研发适用于高压套管的检测系统势在必行。相较于传统金属结构的光声池,采用全绝缘结构光声池能够在进行原位检测时不形成悬浮电位,从而能够规避在高压套管内引发局部放电等故障,是对高压套管绝缘状态进行检测的理论可行方案之一。探究了适用于高压套管检测的原位检测系统重要部件全绝缘结构光声传感器的可行性。分别从基本原理、仿真计算及实验验证三个方面对全绝缘结构光声池进行了分析及论证。首先,就光声池材料对光声信号的影响进行了理论分析,讨论了相较于传统黄铜材料,由绝缘材料石英制成的光声池可能存在的问题。然后,在此基础上采用COMSOL Multiphysics建立了共振式光声池的仿真模型并进行了声学和热学相关计算,对理论分析的结果进行验证,并分析了实际情况下石英光声池的理论表现。最后,建立基于石英光声池的光声光谱检测系统实验平台,结合波长调制及二次谐波方法对微量乙炔气体进行定量检测,用于对石英光声池的可行性进行验证。仿真计算结果表明,类似于黄铜材料,石英材料光声池同样具备对微量气体进行定量检测的能力。实验结果表明,基于石英光声池的检测系统对乙炔气体的检测极限能够达到0.16μL·L^(-1),满足相关标准中油浸式电气设备对乙炔检测的需求。因此,以石英为材质的共振式光声池具备应用于高压套管原位检测的潜力。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 绝缘材料 仿真计算
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同源靶向性多模态成像纳米探针在光热-化疗协同治疗中的应用 被引量:1
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作者 李雪铭 王芝娜 +9 位作者 罗明芳 吕奕洁 阚俊楠 孙振博 李涵 宋军影 王落箫 李玉萍 刘岩 李祥林 《分子影像学杂志》 2023年第2期187-194,共8页
目的制备同源靶向性诊疗一体化纳米探针MnO2@DOX@ICG@CM(MDIC),观察MDIC纳米探针的同源靶向能力,探讨其多模态成像价值以及光热联合化疗的协同治疗作用。方法通过化学裂解和超声匀浆法获取乳腺癌4T1细胞膜,以脂质体挤压法制备细胞膜包... 目的制备同源靶向性诊疗一体化纳米探针MnO2@DOX@ICG@CM(MDIC),观察MDIC纳米探针的同源靶向能力,探讨其多模态成像价值以及光热联合化疗的协同治疗作用。方法通过化学裂解和超声匀浆法获取乳腺癌4T1细胞膜,以脂质体挤压法制备细胞膜包被的同时载有化疗药阿霉素和光敏剂吲哚菁绿的MnO2纳米探针;对MDIC的外观形态、粒径和表面电位等性质进行基本表征,并研究其光声成像及磁共振成像的能力;观察不同浓度的MDIC纳米探针的光热升温性能,评估其对4T1细胞的光热-化疗协同治疗的抗肿瘤效果。结果成功制备MDIC纳米探针,呈花状结构,平均粒径为183.3 nm,表面电位为-20.6±0.77 mV。透射电镜下观察到细胞膜成功包被;MDIC经激光照射后,溶液温度随着纳米探针浓度的升高而增加,具有较好的光热升温效果;光声和磁共振成像结果显示MDIC具有良好的成像对比能力;激光共聚焦显微镜观察到MDIC具有良好的同源靶向性;细胞毒性实验结果显示光热-化疗协同治疗具有更好的癌细胞杀伤作用。结论本研究成功制备了一种同源靶向性的光声/磁共振多模态成像对比探针MDIC,该探针具有良好的光热升温效能和体外抗肿瘤效果,并且可以显著增强光声成像效果和磁共振T1增强效果。 展开更多
关键词 癌细胞膜 纳米探针 光声成像 磁共振成像 光热-化疗协同治疗
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光声光谱气体检测系统中光声池的仿真优化设计
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作者 闫星宇 傅海威 +3 位作者 雍振 王晓玲 张泽 赵子良 《光通信技术》 2023年第3期86-90,共5页
针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求,利用有限元分析法,以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真,获得了前8阶声学模态;仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影... 针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求,利用有限元分析法,以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真,获得了前8阶声学模态;仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影响。仿真结果表明:当谐振腔半径为3 mm时,谐振腔长度为120 mm,缓冲室的半径、长度分别为14.7 mm、60 mm是光声池特征频率在1400 Hz附近的最佳尺寸。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 特征频率 光声信号强度
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基于多通光声池的SF_(6)分解产物H_(2)S的高灵敏度检测技术 被引量:1
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作者 马凤翔 赵跃 +6 位作者 王楠 赵新瑜 郭珉 李辰溪 朱太云 杭忱 陈珂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期258-267,共10页
针对H_(2)S气体在近红外波段的吸收系数低导致检测灵敏度难以提高的难题,提出了基于共振式多通光声池的SF_(6)分解产物H_(2)S气体检测技术。对赫里奥特型多通光声池进行优化设计,激光光束反射次数达到20次。近红外激光经功率放大后入射... 针对H_(2)S气体在近红外波段的吸收系数低导致检测灵敏度难以提高的难题,提出了基于共振式多通光声池的SF_(6)分解产物H_(2)S气体检测技术。对赫里奥特型多通光声池进行优化设计,激光光束反射次数达到20次。近红外激光经功率放大后入射到多通光声池,通过多次光学反射大幅度提升了光声信号的激发效率,结合声学共振放大技术、光纤放大技术和波长调制-二次谐波检测技术,搭建了一套光声光谱气体检测系统,实现了SF_(6)背景下微量H_(2)S气体的高灵敏度检测。实验结果表明,归一化噪声等效吸收系数为2.23×10^(-9)cm^(-1)·W·Hz^(-1/2),在平均时间为100 s时,该检测系统对H_(2)S气体的检测极限达到2.7×10^(-8)。 展开更多
关键词 气体绝缘设备 SF_(6)分解产物 H_(2)S气体检测 光声光谱 多通光声池
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携载LXR激动剂近红外光响应性纳米粒的光热协同免疫效应 被引量:1
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作者 甘甜 王文渊 +4 位作者 晏殊瑾 郝兰 冉海涛 王志刚 夏纪筑 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2023年第12期1863-1869,共7页
背景:乳腺癌严重危害着全球女性的身心健康。发展乳腺癌的早期准确诊断和高效治疗策略对于提升患者生存机会至关重要。目的:制备携载近红外染料IR780和LXR激动剂(RGX104)的新型多功能靶向纳米粒(PLGA-IR780-RGX104),检测其基本理化性质... 背景:乳腺癌严重危害着全球女性的身心健康。发展乳腺癌的早期准确诊断和高效治疗策略对于提升患者生存机会至关重要。目的:制备携载近红外染料IR780和LXR激动剂(RGX104)的新型多功能靶向纳米粒(PLGA-IR780-RGX104),检测其基本理化性质、体外光声显像及光热联合免疫协同治疗乳腺癌的效果。方法:①以乳酸羟基乙酸共聚物为载体,采用双乳化法制备新型多功能靶向纳米粒PLGA-IR780-RGX104,检测该纳米粒的基本理化性质及体外光声显像效果;②取对数生长期的小鼠乳腺癌细胞4T1,分5组培养:PBS组、PBS+激光照射组、PLGA-IR780-RGX104组、PLGA-RGX104+激光照射组、PLGA-IR780-RGX104+激光照射组,每组分40,50,60,70,80 mg/L 5个质量浓度,培养24 h后,采用CCK8法检测细胞存活率;③将4T1细胞与骨髓细胞在粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的刺激下共培养于Transwell小室中,分7组处理:无4T1细胞组、PBS组、游离RGX104组、PLGA-IR780组、PLGA-IR780+激光照射组、PLGA-IR780-RGX104组、PLGA-IR780-RGX104+激光照射组,培养6 d后,采用流式细胞计数法评估各组骨髓细胞中骨髓源性抑制细胞的数量。结果与结论:①新型多功能靶向纳米粒大小均匀、分散性好,单个纳米粒呈球形,平均粒径为275.00 nm,平均电位为-12.00 mV,IR780及RGX104的包封率分别约为93.47%和84.30%,载药量分别为4.20%和6.68%;激光照射后,纳米粒中RGX104的释放速率加快;纳米粒具有明显的光声信号,且随着纳米粒溶液质量浓度的升高,光声信号增强;②随着纳米粒溶液质量浓度的增加,PLGA-RGX104-IR780+激光照射组细胞存活率依次减低,且明显低于相同质量浓度下的其他4组(P均<0.0001);③PLGA-IR780-RGX104+激光照射组骨髓源性抑制细胞数量少于PBS组、PLGA-IR780+激光照射组、PLGA-IR780-RGX104组(P均<0.0001),与无4T1细胞组、游离RGX104组相当(P>0.05);④结果表明,载IR780和LXR激动剂的新型多功能靶向纳米粒可用于光声显像引导下光热联合免疫协同治疗乳腺癌。 展开更多
关键词 纳米粒 骨髓源性抑制细胞 LXR激动剂 免疫治疗 光热治疗 联合治疗 光声成像
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基于紫外光声光谱的SF_(6)特征分解组分SO_(2)的高灵敏度检测技术
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作者 马凤翔 赵跃 +4 位作者 赵新瑜 王楠 朱太云 杭忱 陈珂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期198-206,共9页
搭建了一套气室容积仅为0.79 mL的非共振式光声光谱检测装置,在0至100 ppm浓度范围内,激发的光声信号幅度与SO_(2)/SF_(6)混合气体浓度之间有良好的线性关系,响应度为5.59μV/ppm。系统的归一化噪声等效吸收系数为7.2×10^(-8)cm^(-... 搭建了一套气室容积仅为0.79 mL的非共振式光声光谱检测装置,在0至100 ppm浓度范围内,激发的光声信号幅度与SO_(2)/SF_(6)混合气体浓度之间有良好的线性关系,响应度为5.59μV/ppm。系统的归一化噪声等效吸收系数为7.2×10^(-8)cm^(-1)W·Hz^(-1/2)。Allan-Werle方差分析结果表明,当平均时间为100 s时,系统对SO_(2)的检测极限达到0.1 ppm。本文提出的高灵敏度SO_(2)气体原位检测技术为判断SF_(6)气体绝缘设备的故障程度提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 气体绝缘设备 SF_(6)特征分解组分 微量气体检测 光声光谱 非共振式光声池
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基于光声光谱法的变压器油中溶解气体在线检测技术
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作者 黄政伟 《分析仪器》 CAS 2023年第5期6-11,共6页
油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。为了实时监测变压器油中多组分故障特征气体,研制了基于光声光谱法的单光声池多组分气体分析仪。通过对光源发生装置、免污染差分式光声池、高灵敏度声电转换器、滤光器和相敏... 油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。为了实时监测变压器油中多组分故障特征气体,研制了基于光声光谱法的单光声池多组分气体分析仪。通过对光源发生装置、免污染差分式光声池、高灵敏度声电转换器、滤光器和相敏检波电路设计,实现了单光路多组分气体的分时检测。实验结果表明,设备整体参数满足电力行业标准DL/T 1498.2-2016中变压器油中溶解气体在线监测装置对各种待测气体的最小检测限要求,能够准确可靠检测出变压器运行过程中因放电和过热产生的CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(2)等气体浓度,进而减少故障误判率。 展开更多
关键词 光声光谱法 光声池 声电转换器 滤光器 相敏检波
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Frequency-domain photoacoustic technique formeasuring absolute optical absorption coefficient using three-chamber cell
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作者 S V Egerev and A V Fokin (N N Andreev Acoustics Institute, 4 Shvernika str. 117036 Moscow Russia)Received 《Chinese Journal of Acoustics》 1997年第2期189-192,共4页
Frequency-domain photoacoustic (PA) technique for immediate measuring absolute optical absorption coefficient is presented. It is based on determination of the ratio of the two spectrum amplitudes of the differential ... Frequency-domain photoacoustic (PA) technique for immediate measuring absolute optical absorption coefficient is presented. It is based on determination of the ratio of the two spectrum amplitudes of the differential PA signal. The sample is placed into the lateral chamber of a three chamber PA cell. The difference of pressure variations (differential PA signal) excited in two other chambers as a result of laser pulse absorption by the sample is recorded. Presented PA technique was tested experimentally by measuring water absorption coefficient at an IR wavelength. 展开更多
关键词 Frequency-domain photoacoustic technique formeasuring absolute optical absorption coefficient using three-chamber cell IV cm
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变压器油中溶解气体光声光谱检测的温度特性 被引量:22
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作者 陈伟根 刘冰洁 +1 位作者 周恒逸 王有元 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期15-20,共6页
气体光声光谱检测技术能很好地应用于变压器油中溶解气体的在线监测。温度是光声光谱检测的重要影响因素之一。论文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置;在分析光声池声学理论... 气体光声光谱检测技术能很好地应用于变压器油中溶解气体的在线监测。温度是光声光谱检测的重要影响因素之一。论文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置;在分析光声池声学理论的基础上,结合实验探讨了温度对光声池池常数、谐振频率以及气体吸收系数的影响。以变压器油中主要特征气体C2H2进行实验分析,得到了乙炔气体光声信号与温度之间的关系曲线,理论及实验结果为进一步完善油中气体光声光谱在线监测系统奠定了重要基础。 展开更多
关键词 油中溶解气体 光声光谱 光声池 温度特性
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变压器油中甲烷气体的光声光谱检测方法 被引量:15
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作者 云玉新 陈伟根 +1 位作者 孙才新 潘翀 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第34期40-46,共7页
甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激... 甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种便携式、可调谐的光声光谱装置,借助该装置研究光声信号与激光功率、CH4浓度之间的关系,及CH4的2v3带R(3)支的高分辨光声光谱;该装置对CH4的检测灵敏度达到5.05μL/L。理论与实验结果为CH4的光声光谱在线监测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。 展开更多
关键词 DFB半导体激光器 光声光谱 纵向共振光声池 气体检测 甲烷
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球形光声腔中二氧化碳的检测 被引量:8
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作者 赵俊娟 赵湛 +3 位作者 杜利东 吴少华 肖丽 白敬彩 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期289-292,共4页
气体光声光谱技术是一种基于光声效应的微量气体检测技术,它具有高灵敏度、高选择性、大动态检测范围的优点,本文从理论上讨论了气体检测球形光声腔共振模式的声学特性,计算表明,与常用的圆柱形光声腔比较,球形光声腔不存在粘滞损耗,具... 气体光声光谱技术是一种基于光声效应的微量气体检测技术,它具有高灵敏度、高选择性、大动态检测范围的优点,本文从理论上讨论了气体检测球形光声腔共振模式的声学特性,计算表明,与常用的圆柱形光声腔比较,球形光声腔不存在粘滞损耗,具有更好的检测特性;利用球形光声腔和二氧化碳激光器构成的气体光声检测系统,从实验上测量了球形光声腔的共振模式,与理论计算结果一致;实验结果表明注入浓度为300 ppm二氧化碳的球形光声腔所激发的光声信号为5.68 mV,信噪比高达45,尽可能地降低了声波在光声腔内壁附近的热损耗和粘滞损耗,提高了二氧化碳气体检测灵敏度。 展开更多
关键词 光声光谱 球形光声池 气体检测 激光技术
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光声光谱检测装置中光声池的数值计算及优化 被引量:10
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作者 程刚 曹渊 +3 位作者 刘锟 曹亚南 陈家金 高晓明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期139-149,共11页
利用光声光谱技术进行痕量气体的检测具有独特的优势,光声池是系统装置中最为重要的核心部件,它决定着整机性能的优劣.以一圆柱形共振型光声池为研究对象,基于声学与吸收光谱学的基本理论,建立了光声池声场激发的数学模型;利用数值模拟... 利用光声光谱技术进行痕量气体的检测具有独特的优势,光声池是系统装置中最为重要的核心部件,它决定着整机性能的优劣.以一圆柱形共振型光声池为研究对象,基于声学与吸收光谱学的基本理论,建立了光声池声场激发的数学模型;利用数值模拟方法对光声池空腔结构进行了声学模态仿真,获得了前8阶声学模态值以及声压可视化振型;在考虑热黏性声学损耗的作用下,对光声池进行了热-声耦合多物理场仿真计算;将仿真结果与解析计算和实验结果进行对比,明确了利用数值模拟方法来计算光声池有关指标的可靠性与可行性;针对光声池的优化问题,提出了一种将响应面代理模型与遗传算法相结合的优化算法,在将原光声池中的谐振腔两端形貌更改为喇叭口形的情况下,通过优化算法获得了以光声池品质因数Q及池常数C_(cell)为最大值寻优的Pareto最优解集;选取一组解进行考察,结果表明,代理模型预测值与数值模拟值指标最大误差仅为1.3%,优化后的新型光声池Q较之前增长了48.9%, C_(cell)增长了34.4%.研究方法可为光声光谱中光声池的优化设计提供参考借鉴. 展开更多
关键词 光学 光声光谱 光声池 数值计算
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光声方法测量金属材料的热扩散率及热溢出率 被引量:5
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作者 高椿明 鲁旭 +2 位作者 张希仁 万丹 赵斌兴 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期946-950,共5页
利用固体光声技术开展了对金属材料热扩散率及热溢出率的测量研究。首先,根据简化的R-G理论建立一维固体光声池检测材料热性能的理论模型,搭建了相应的光声测试系统;然后检测了紫铜等标准样品的热扩散率及热溢出率,完成了实验方法及系... 利用固体光声技术开展了对金属材料热扩散率及热溢出率的测量研究。首先,根据简化的R-G理论建立一维固体光声池检测材料热性能的理论模型,搭建了相应的光声测试系统;然后检测了紫铜等标准样品的热扩散率及热溢出率,完成了实验方法及系统的校准和验证;最后,对常见几种金属样品的热扩散率及热溢出率进行了检测。研究结果显示,利用固体光声技术可以准确测量金属材料的热扩散率及热溢出率,测量结果与参考值的相对误差均在3%以下。 展开更多
关键词 金属材料 金属材料 光声技术 固体光声池 热扩散率 热溢出率
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光声光谱法探测微量气体 被引量:26
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作者 王建业 纪新明 +2 位作者 吴飞蝶 周嘉 黄宜平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1206-1211,共6页
介绍光声光谱气体传感器的发展及应用意义,根据气体光声效应讨论了光声气体传感器的工作原理,详细分析了多种不同结构传感器的原理及优缺点。重点讨论了常用一维管状光声腔体的光声理论,并给出了数学模拟模型。根据国内外的研究现状,分... 介绍光声光谱气体传感器的发展及应用意义,根据气体光声效应讨论了光声气体传感器的工作原理,详细分析了多种不同结构传感器的原理及优缺点。重点讨论了常用一维管状光声腔体的光声理论,并给出了数学模拟模型。根据国内外的研究现状,分析了光声气体探测系统的重难点以及可能的解决方法,并讨论了光声传感向MEMS方向发展的原因及意义。 展开更多
关键词 光声光谱法 光声腔 气体探测 微机械技术
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