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Influence of laser intensity in second-harmonic detection with tunable diode laser multi-pass absorption spectroscopy 被引量:9
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作者 阚瑞峰 董凤忠 +5 位作者 张玉钧 刘建国 刘诚 王敏 高山虎 陈军 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第9期1904-1909,共6页
Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) has been widely employed in atmospheric trace gases detection. The ratio of the second-harmonic signal to the intensity of laser beam incident to the multi-pass ce... Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) has been widely employed in atmospheric trace gases detection. The ratio of the second-harmonic signal to the intensity of laser beam incident to the multi-pass cell is proved to be proportional to the product of the path length and the gas concentration under any condition. A new calibration method based on this relation in TDLAS system for the measurement of trace gas concentration is proposed for the first time. The detection limit and the sensitivity of the system are below 110 and 31ppbv (parts-per-billion in volume), respectively. 展开更多
关键词 tunable diode laser absorption spectroscopy multi-pass cell harmonic detection wavelength modulation
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基于TDLAS的近红外甲烷高灵敏检测技术
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作者 刘海芹 徐睿 +4 位作者 王振翔 赵天琦 赵春柳 石岩 陈亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期243-250,共8页
为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检... 为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检测。结果表明,二次谐波峰值信号与甲烷气体浓度成较强的线性关系,线性度为0.998 52,检测下限为4.82 ppm;初始积分时间为1 s时的Allan方差为6.37 ppm;积分时间到112 s时,Allan方差为427 ppb,检测灵敏度为4.27×10^(-7)。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 甲烷气体检测 波长调制法 高灵敏 Herriott腔
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基于波长调制光谱技术的多组分气体遥测系统(特邀) 被引量:1
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作者 蒋源 郑睿健 +4 位作者 续新科 任隆样 赵刚 赵延霆 马维光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期188-197,共10页
为实现对危化品气体泄漏的实时、远距离、非接触性监测,提高监测效率和精度,研制了一种多组分气体激光遥测系统。基于波长调制光谱技术,利用STM32芯片结合自主设计的驱动电路对激光器进行控制,采用不同的调制频率分别提取甲烷、氨气、... 为实现对危化品气体泄漏的实时、远距离、非接触性监测,提高监测效率和精度,研制了一种多组分气体激光遥测系统。基于波长调制光谱技术,利用STM32芯片结合自主设计的驱动电路对激光器进行控制,采用不同的调制频率分别提取甲烷、氨气、乙炔的二次谐波信号,实现混合气体的同步、实时、远距离遥测。采用光强调制幅度归一化的波长调制光谱技术使遥测结果免受回波激光对信号强度的影响。实验测量表明本系统对甲烷、氨气、乙炔的探测下限分别可以达到87 ppm·m、212 ppm·m、12 ppm·m,测量误差小于10%。测量不同距离下的遥测信号,遥测距离至少可达40 m。本系统为激光痕量气体检测研究与应用提供了一种多气体、实时、同步、高灵敏度、远距离、性能稳定的遥测解决方案,能够广泛应用于矿山灾害气体监测预警,危化品场站和运输管网等场合的气体泄漏监测预警。 展开更多
关键词 光谱学 痕量气体检测 多组分气体 可调谐半导体激光吸收光谱 波长调制光谱技术 气体遥测
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基于波长调制法的氢气激光检测参数优化分析
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作者 冯其栋 陈淑贤 +4 位作者 罗乂郎 赵美琪 李栋 王迪 周围 《光电技术应用》 2023年第4期63-69,共7页
基于仿真平台,搭建了TDLAS氢气检测系统,对4 712.905 cm^(-1)处的吸收光谱进行调制并利用锁相放大器提取出二次谐波信号。通过比较不同激光调制参量对二次谐波信号波形的影响进而选取最佳参数,调制幅度参量取值范围为0.1~0.35 V,观测二... 基于仿真平台,搭建了TDLAS氢气检测系统,对4 712.905 cm^(-1)处的吸收光谱进行调制并利用锁相放大器提取出二次谐波信号。通过比较不同激光调制参量对二次谐波信号波形的影响进而选取最佳参数,调制幅度参量取值范围为0.1~0.35 V,观测二次谐波波形,结合波峰和波形对称性两个评估条件,确定最佳调制幅度为0.25 V。调制频率参量取值范围0.5~30 k Hz,结合二次谐波信号幅值和对噪声的抑制效果两个评估条件,选取调制频率为10 k Hz。结果表明,通过激光调制参量的优化选择可以获得更理想的二次谐波信号。该研究为开展氢气激光检测TDLAS系统调制参数的选取提供了理论依据,对改善实际应用中系统测量精度提供理论指导。 展开更多
关键词 氢气检测 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 二次谐波 调制参量
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可调谐半导体激光吸收光谱学测量甲烷的研究 被引量:23
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作者 高山虎 刘文清 +5 位作者 刘建国 张玉钧 阚瑞峰 王敏 涂兴华 王铁栋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期388-392,共5页
甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性... 甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性强、响应快速等突出特点。波长调制光谱(WMS)技术是TDLAS 技术中一种重要技术。利用WMS技术检测在大气压下、浓度从0.04%至10%的甲烷气体的二次谐波(2f) 信号,并证明了在该浓度范围内2f信号幅值正比于甲烷的浓度,为工业中甲烷气体的浓度监测提供了一种新的检测方法,并为集成甲烷监测仪器提供了理论及实验的依据。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光光谱 波长调制光谱 二次谐波检测
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红外气体检测技术在天然气安全生产中的应用 被引量:23
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作者 李黎 王一丁 李树维 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期96-99,103,共5页
红外气体检测技术具有极高的准确性和灵敏度,同时具有动态测量范围大、响应时间快、不易受其他气体干扰等优点。因此使用高精度、高灵敏度、稳定耐用的在线或远程红外气体检测仪,对保证天然气安全生产具有重要意义。为此,针对现行检测... 红外气体检测技术具有极高的准确性和灵敏度,同时具有动态测量范围大、响应时间快、不易受其他气体干扰等优点。因此使用高精度、高灵敏度、稳定耐用的在线或远程红外气体检测仪,对保证天然气安全生产具有重要意义。为此,针对现行检测方法存在精度不足等问题,采用红外气体传感技术结合可调谐激光光谱与波长调制技术,对天然气管道传输中的甲烷气体泄漏进行远距离检测,提高了测量精度;采用谱线分析法实时监测含硫天然气井喷或泄漏,在空气中水蒸气和甲烷气体的干扰下,根据谱线交叠情况建立起二元一次方程组,能够在不同浓度甲烷气体干扰下同时计算出甲烷和硫化氢的浓度,在71.4 mg/m3的甲烷干扰气体存在时,可以获得的最低可探测硫化氢浓度为15.2 mg/m3,达到了安全生产的要求。研究结果证明,红外气体检测技术在天然气安全生产中有着广泛的应用前景。 展开更多
关键词 红外气体检测 天然气 硫化氢 泄漏 可调谐激光二极管 波长调制 气体吸收谱线
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基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究 被引量:6
7
作者 张可可 齐勇 +2 位作者 付晓 苗斌 白雪娇 《山东科学》 CAS 2014年第1期16-21,44,共7页
本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温... 本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制 一次谐波 温度补偿
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可调谐激光吸收光谱一次谐波法测量CO_2温度 被引量:4
8
作者 张可可 齐勇 +1 位作者 付晓 苗斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第12期88-90,共3页
研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的温度测量方法。选取6241.402828cm、6242.672190cm。处的2条二氧化碳谱线进行分析,应用一次谐波幅值信号完成CO2气体温度的测量。实验结果表明:在200~1000K范围内,温度测量的准确性在... 研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的温度测量方法。选取6241.402828cm、6242.672190cm。处的2条二氧化碳谱线进行分析,应用一次谐波幅值信号完成CO2气体温度的测量。实验结果表明:在200~1000K范围内,温度测量的准确性在±3.2%以内。该温度测量方法仅需检测一次谐波信号,系统结构简单,并可消除光强波动对温度测量产生的影响。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 温度测量 波长调制 一次谐波
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连续和准连续激光调制谱分析技术的比对研究 被引量:3
9
作者 杜振辉 高东宇 +2 位作者 齐汝宾 徐晓斌 焦萌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1580-1583,共4页
为了在面对不同检测需求时,能够选取适合的调谐激光吸收光谱技术方案,对直接吸收光谱、连续调制谱和准连续调制谱三种方法进行了理论分析和实验比较。在相同实验条件下,通过同一激光器测量不同浓度CO2气体,比较了这三种方法的技术特点... 为了在面对不同检测需求时,能够选取适合的调谐激光吸收光谱技术方案,对直接吸收光谱、连续调制谱和准连续调制谱三种方法进行了理论分析和实验比较。在相同实验条件下,通过同一激光器测量不同浓度CO2气体,比较了这三种方法的技术特点、信号特征、检测灵敏度。结果表明,准连续调制谱技术具有与连续调制谱相当的检测灵敏度,但是受激光能量间断和较大的寄生幅度调制影响,检测信号相对于气体吸收谱的线形失真较大,因此不太适合依赖光谱线形和线宽的压力、流速测量。为选取更加适用的激光调制谱技术,提供了参考依据。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱 波长调制谱 准连续 气体检测
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基于TDLAS一次谐波的二氧化碳温度测量 被引量:4
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作者 张可可 齐勇 +2 位作者 付晓 苗斌 白雪娇 《光电子技术》 CAS 北大核心 2014年第4期300-303,307,312,共6页
为了实现二氧化碳气体温度的实时、非接触测量,研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的温度测量方法。根据单激光器的电流调谐特性和谱线对的选择标准,选取6241.402828 cm-1、6242.672190 cm-1处的两条对温度有不同依赖关系的... 为了实现二氧化碳气体温度的实时、非接触测量,研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的温度测量方法。根据单激光器的电流调谐特性和谱线对的选择标准,选取6241.402828 cm-1、6242.672190 cm-1处的两条对温度有不同依赖关系的二氧化碳谱线进行分析。针对二次谐波幅度法和一、二次谐波幅度比值法所存在的问题,提出应用一次谐波信号的TDLAS温度测量方案。首先测量两吸收谱线的一次谐波峰峰值和平均值,以峰峰值和平均值的比值作为单吸收线的输出,再以两吸收线输出值之比来实现气体温度的测量。实验结果表明:在200~1000K范围内,气体温度测量误差小于30 K。该温度测量方案可消除光强波动对温度测量产生的影响,且仅需检测一次谐波信号,系统结构简单,性能稳定,可以满足二氧化碳气体温度实时、非接触测量的需要。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱 温度测量 波长调制 一次谐波
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Application of α-β-γ filtering to real-time atmosphere methane concentration measurement 被引量:5
11
作者 阚瑞峰 刘文清 +3 位作者 张玉钧 刘建国 陈东 王敏 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第6期1379-1383,共5页
A real time α-β-γ filtering technique is applied to the monitoring of atmosphere CH4 based on a tunable diode laser spectrum system operating at 1.654μm. This technique is developed for improving the sensitivity a... A real time α-β-γ filtering technique is applied to the monitoring of atmosphere CH4 based on a tunable diode laser spectrum system operating at 1.654μm. This technique is developed for improving the sensitivity and precision of CH4 concentration measurement with slow concentration change. The effectiveness of this technique is evaluated by performing CH4 concentration measurement and using it to monitor the varying methane level in the atmosphere. It was proved that signal noise ratio enhancement factor is 4.25. The comparison between this filter and moving average is also included in this article. It indicates the advantage of the α-β-γ real time filter. 展开更多
关键词 tunable diode laser absorption spectroscopy multi-pass cell harmonic detection
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基于可调谐半导体激光吸收光谱的CO检测仪设计 被引量:2
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作者 张淋江 崔先雨 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期54-56,共3页
为了能够实时检测出矿井下一氧化碳(CO)浓度,减少煤矿中毒事件,设计了采用可调谐半导体激光器的CO检测仪。采用波长调制光谱(WMS)与可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)相结合的气体检测技术,将检测信号从低频区域搬到高频区域,然后采用相... 为了能够实时检测出矿井下一氧化碳(CO)浓度,减少煤矿中毒事件,设计了采用可调谐半导体激光器的CO检测仪。采用波长调制光谱(WMS)与可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)相结合的气体检测技术,将检测信号从低频区域搬到高频区域,然后采用相关技术完成谐波信号的提取,从而检测出CO浓度。实验结果表明,检测下限达到12ppm,能够检测矿井下CO浓度。 展开更多
关键词 一氧化碳 波长调制光谱 可调谐二极管激光吸收光谱 谐波信号
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剩余振幅调制对波长调制光谱信号线型的影响 被引量:5
13
作者 伍昂 吴尚谦 +2 位作者 蔡彦 董跃辉 翟维 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期357-360,378,共5页
在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的痕量气体检测中,波长直接调制时剩余振幅调制也会伴随发生,并对检测信号的线型和系统噪声产生严重影响。为了探讨剩余振幅调制对波长调制光谱二次谐波信号线型的影响,采用同时考虑振幅调制和波长... 在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的痕量气体检测中,波长直接调制时剩余振幅调制也会伴随发生,并对检测信号的线型和系统噪声产生严重影响。为了探讨剩余振幅调制对波长调制光谱二次谐波信号线型的影响,采用同时考虑振幅调制和波长调制两种影响因素的计算方法,理论分析出二次谐波信号的计算公式,与仅考虑波长调制的信号计算方式进行同条件线型计算比对,取得了二次谐波信号基线和正负峰值随剩余振幅调制的变化数据。结果表明,剩余振幅调制的大小对检测信号的线型和信号基线有直接影响,采用这种方法计算得出的二次谐波信号线型更贴近实际检测。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱 波长调制光谱 二次谐波检测 剩余振幅调制
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基于波长调制光谱技术的L波段激光器二氧化碳浓度检测系统仿真分析
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作者 杨晨 桂林 林昊 《上海第二工业大学学报》 2022年第4期331-338,共8页
随着双碳即碳达峰、碳中和重大战略决策的执行,对二氧化碳浓度的精准把控,成为实现这一伟大目标不可或缺的必要条件。而在这一领域,精准可靠的气体传感一直是一个急于攻克的难题。随着环境监测及气体传感的不断发展,可调谐半导体激光吸... 随着双碳即碳达峰、碳中和重大战略决策的执行,对二氧化碳浓度的精准把控,成为实现这一伟大目标不可或缺的必要条件。而在这一领域,精准可靠的气体传感一直是一个急于攻克的难题。随着环境监测及气体传感的不断发展,可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)以其出色的选择性、实时性及灵敏度逐渐在气体传感领域成为一个热门的研究课题。详细介绍了一种基于TDLAS技术二氧化碳检测系统的设计方案,并对TDLAS系统及其性能影响因素进行了深入研究。在物理层面结合朗伯-比尔定律对气体分子吸收光谱的吸收系数、自然展宽、多普勒展宽、碰撞展宽线型进行研究。以二氧化碳在1.57866535μm附近的激光吸收谱线,在MATLAB程序上对不同温度、压强下的吸收谱线进行仿真研究,并在此基础上加入波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)技术,以其二次与一次谐波的比值计算谱线强度及输出光功率,加入强度为0.1 mW的低频噪声对比分析,验证了WMS技术对提升系统灵敏度的效果。将温度、压强对吸收峰及展宽的影响机制和作用规律做了深入分析,得出了对于本类系统参考意义较大的结论。 展开更多
关键词 双碳 可调谐半导体激光吸收光谱 温度 压强 激光气体检测 波长调制光谱
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非合作目标高精度激光甲烷遥测参数仿真分析与实验研究
15
作者 周振 程跃 +3 位作者 殷松峰 刘东 李云飞 栾林 《光电子.激光》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期861-871,共11页
针对非合作目标激光甲烷遥测系统测量误差大、精度低和抗干扰能力差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术和波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)技术,利用si... 针对非合作目标激光甲烷遥测系统测量误差大、精度低和抗干扰能力差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术和波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)技术,利用simulink软件建立一套甲烷积分浓度遥测仿真系统。采用归一化二次谐波检测技术去除环境干扰。仿真分析了正弦波频率和调制系数m对归一化二次谐波信号的影响,结果表明,m=2.2为最佳调制系数,正弦波频率的大小对归一化二次谐波信号无影响,确定了甲烷积分浓度检测的有效范围为0—2000 ppm·m,在该范围内,系统仿真的误差为-3.57%—4.06%。根据仿真结果对遥测仪进行了相关参数优化和实验研究与分析,结果表明系统测量误差为-4.68%—2.45%,采用Allan方差分析方法对系统的稳定性和检测限进行评估,该系统5 s积分时间内的检测下限为37.85 ppm·m,最佳积分时间为345 s,对应的检测下限为6.27 ppm·m。该研究结果对高精度激光甲烷遥测系统研发具有重要的意义。 展开更多
关键词 甲烷遥测 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 波长调制光谱 simulink 归一化二次谐波 ALLAN方差
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温度和压强变化对二次谐波反演结果的影响 被引量:12
16
作者 贾良权 刘文清 +7 位作者 刘建国 阚瑞峰 姚路 许振宇 戴云海 袁松 魏敏 张光乐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期260-267,共8页
在气体质量流量测量系统中,波长调制光谱信号的谐波分量,特别是其二次谐波分量常被用作为检测对象,用于气体浓度、速度等信息的反演。基于波长调制原理,利用氧气(O2)分子在764.28nm附近的吸收谱线,分析了常见线型的半峰全宽,得出了不同... 在气体质量流量测量系统中,波长调制光谱信号的谐波分量,特别是其二次谐波分量常被用作为检测对象,用于气体浓度、速度等信息的反演。基于波长调制原理,利用氧气(O2)分子在764.28nm附近的吸收谱线,分析了常见线型的半峰全宽,得出了不同温度、压强下洛伦兹线型的适用范围;研究了O2分子吸收谱线在不同温度、压强条件下的二次谐波峰值;对不同温度、压强下,采用二次谐波峰值反演气体浓度产生的误差进行了分析,并提出了误差修正方法;分析了实验过程中当最佳调制深度不能够随着温度、压强即时调整的情况下,最优调制系数在不同温度、压强变化下的适用范围,并给出了误差修正公式。 展开更多
关键词 光谱学 波长调制 可调谐二极管激光吸收光谱 二次谐波 调制系数
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光谱线宽对可调谐激光调制吸收光谱技术测量CO_2浓度的影响 被引量:10
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作者 李宁 严建华 +2 位作者 王飞 池涌 岑可法 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1567-1572,共6页
在利用可调谐激光调制吸收光谱技术进行测量时,气体参量改变将导致线宽变化,从而影响二次谐波信号峰值的大小。针对于Lorentz线型,给出了线宽变化对二次谐波峰值影响的理论分析及利用二次谐波信号峰谷比值进行修正的方法。在10cm的... 在利用可调谐激光调制吸收光谱技术进行测量时,气体参量改变将导致线宽变化,从而影响二次谐波信号峰值的大小。针对于Lorentz线型,给出了线宽变化对二次谐波峰值影响的理论分析及利用二次谐波信号峰谷比值进行修正的方法。在10cm的吸收池内利用1578.22nm处的吸收谱线对CO2进行厂测量,在不同调制幅度下验证了不同工况中线宽对二次谐波信号的影响。结果表明,利用二次睹波峰谷比值确定调制系数进行修正可有效地减小由于工况改变时线宽变化对测量带来的影响,当压力由1.0×10^5Pa变化至1.5×10^5Pa时,修正前后的测量相对误差分别为34.3%与1.8%;当气体体积分数在20%~100%变化时,修正前后的平均误差分别为12.8%与1.8%。 展开更多
关键词 测鼍 可调谐半导体激光吸收光谱 波长调制 线宽变化 二次谐波信号
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可调谐激光痕量气体检测中的数字滤波技术的优选 被引量:7
18
作者 张志荣 董凤忠 +4 位作者 涂郭结 夏滑 庞涛 吴边 王煜 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1672-1676,共5页
为改善可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统的检测性能,以浓度为50×10-6和17×10-6的H2S气体检测为例,根据TDLAS系统的噪声特征,选择了4种数字滤波技术并利用Visual C++软件分别编写了程序对二次谐波原始信号进行压噪和有效... 为改善可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统的检测性能,以浓度为50×10-6和17×10-6的H2S气体检测为例,根据TDLAS系统的噪声特征,选择了4种数字滤波技术并利用Visual C++软件分别编写了程序对二次谐波原始信号进行压噪和有效信号的提取。结果表明,采用非线性最小二乘法与数字平均滤波技术相结合,使系统理论检测极限由原来的30×10-6提高到了5×10-6量级;对于反演后气体的浓度信号则采用Kalman滤波进行再去噪,使信噪比提高了近8倍。比较结果表明,经过上述滤波处理,TDLAS系统的信噪比和检测极限性能有明显改善。本文的上述方法实际应用到我们的TDLAS在线工业排放气体的测量系统中,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS) 波长调制 谐波探测 高灵敏气体实时在线检测 数字滤波
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波长调制光谱测量系统中的数字化相敏检测实现 被引量:3
19
作者 李晗 刘建国 +5 位作者 阚瑞峰 姚路 许振宇 陈玖英 袁松 魏敏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期251-256,共6页
为了提取淹没在噪声中的弱吸收信号,对波长调制光谱测量中的相敏检测技术进行研究,提出了一种数字化相敏检测实现方案。采用正交矢量型结构实现相敏检测过程,通过硬件电路设计和上位机程序编写,完成吸收信号谐波分量的获取。对空气中的O... 为了提取淹没在噪声中的弱吸收信号,对波长调制光谱测量中的相敏检测技术进行研究,提出了一种数字化相敏检测实现方案。采用正交矢量型结构实现相敏检测过程,通过硬件电路设计和上位机程序编写,完成吸收信号谐波分量的获取。对空气中的O2进行检测,针对O2位于764nm附近的一对吸收谱线,成功提取了吸收信号的二次谐波分量。结果显示,系统的检测极限体积分数为0.50%(光程为1m)。 展开更多
关键词 光谱学 信号处理 可调谐半导体激光吸收光谱 波长调制 相敏检测 二次谐波信号
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基于TDLAS矿井瓦斯气体浓度监测系统设计 被引量:3
20
作者 余学义 陈强强 施文刚 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2010年第3期16-19,共4页
为了实现对煤矿井下瓦斯气体浓度的准确、快速、实时监测和预警,基于可调谐半导体激光吸收光谱学(TDLAS)原理,选取甲烷分子在1.66μm处特征吸收波长,结合波长调制和谐波检测技术,设计了光谱吸收型瓦斯检测系统,具有光路简单、选择性强... 为了实现对煤矿井下瓦斯气体浓度的准确、快速、实时监测和预警,基于可调谐半导体激光吸收光谱学(TDLAS)原理,选取甲烷分子在1.66μm处特征吸收波长,结合波长调制和谐波检测技术,设计了光谱吸收型瓦斯检测系统,具有光路简单、选择性强、灵敏度高等特点。并结合蓝牙技术,设计了局部无线数据传输与矿用局域网相结合的数据传输结构,为系统实现矿井地面远程瓦斯浓度监测提供方案。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 波长调制 谐波检测 蓝牙 煤矿瓦斯
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