可调谐激光吸收光谱光纤甲烷传感器研究

甲烷光谱吸收与气室温度有关,结合甲烷波长1 653.72nm附近2v3带R(3)支的3条吸收线,分析温度波动对甲烷吸收线的谱线特性及气体浓度反演产生的影响.基于可调谐二极管激光吸收光谱设计了一套带温度信号采集装置的甲烷浓度检测系统,利用校准系数将不同温度下检测得到的二次谐波信号转化为参考温度下的标准信号,反演待测气体浓...     

基于TDLAS-WMS的高灵敏度电子鼻传感器设计

为了对痕量有害气体(甲烷为例)进行非接触式检测,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)相结合的检测技术,采用中心波长为7.5μm的量子级联激光器(QCL),设计并研制出高灵敏度电子鼻传感器系统.在室温条件下,通过调节QCL注入电流,使其发光光谱扫过甲烷(CH4)气体吸收谱线.同时采用紧凑型herriott气室(长度为40 cm,容积为800 m L),使得系统总光程达到16 m.利用该传感器系统,对不同浓度的CH4进行测量,结果显示,测量相对误差小于7%,检测下限为1×10~(-9).同时,研究人员可以通过更换其他激射波长的QCL,实现对其它有害气体的检测.     

光声气体检测系统中半导体激光器的波长调制

在光声光谱法气体检测中,因为激光器发光波长需与待测气体吸收峰严格匹配,所以需对激光器波长精确调谐。由于半导体激光器发光的波长与温度、驱动电流间有确定的关系,采用波长调制的方法,在一定精度的温度控制下,对波长进行扫描,可确保激光器驱动信号在一个周期内能够产生稳定的光声信号。实验表明,该方案能满足光声气体检测系统的要求。     

基于激光吸收光谱的水泥工业废气检测方法

可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有灵敏度高、选择性强、响应快速等特点。利用中心波长为1579nm的光通信波段光纤耦合近红外分布反馈（DFB）式半导体激光器,结合波长调制技术,建立了基于TDLAS的水泥工业废气实时检测实验装置。通过波长调谐使激光波长同时覆盖CO和C02的吸收线,实现对这两种成分的同时检测。CO和CO2的最低检测浓度可达4×10-5（体积分数）,满足对水泥工业废气的检测要求。     

基于激光吸收光谱技术的CO_2痕量检测及调制参数的优化

采用可调谐激光吸收光谱技术,在室温下对中心波长为2004nm的分布反馈式半导体激光器进行波长调制,可得到CO_2在2004nm处的二次谐波幅值,根据Beer-Lambert定律,计算出CO_2的浓度。正弦调制参数是影响系统检测灵敏度和精度的重要因素,通过对正弦调制信号频率、幅值与二次谐波线型之间关系的研究,实现了每米光程下10ppm的检测下限。     

基于腔增强吸收光谱技术的气体探测研究

以近红外可调谐半导体激光器为光源,以反射率为99.7%左右的平凹镜组成的稳定光学谐振腔作吸收池,构建起一套腔增强吸收光谱（CEAS）系统;以二氧化碳气体（CO2）、一氧化碳气体（CO）、甲烷气体（CH4）以及一氧化碳和二氧化碳的混合气体为样品,利用分子在近红外波段的特征吸收,研究了在近红外波段用CEAS技术探测CO、CO2、CH4等气体的可行性;同时也对基于可调谐半导体激光器的CEAS系统中激光器的波长定标、谐振腔（吸收池）的透射特征等做了研究,获得了CO、CO2、CH4以及CO和CO2混合气体的特征吸收谱,最后对CEAS技术在定量测量方面的能力做了研究.研究结果表明,CEAS技术的探测灵敏度可达5.687×10^-7cm^-1,是一种装置简单、操作方便、灵敏度高、稳定性好的定量吸收光谱技术.     

基于虚拟仪器的瓦斯浓度检测系统

研究了一种差分吸收瓦斯浓度检测系统.基于近红外光谱吸收原理,分布反馈式激光器(DFB)发出波长为1 650 nm的光,一路经过光纤传输到待测气室与甲烷气体发生作用,另一路经过光纤直接传到参考气室,将两路携带有用信息的光信号通过硬件电路转换为电信号,由虚拟仪器开发的软件进行采集、处理,得到浓度与电压的信息.实验结果表明:该系统起到了实时检测与监控甲烷气体浓度的作用.     

基于TDLAS技术的空间网格化甲烷检测方法

针对传统甲烷检测方法响应速度慢、无法定位泄漏源的弊端,设计了一种基于可调谐激光二极管吸收光谱技术的空间立体甲烷检测方法。通过对开放性空间分层精细化划分,布置TDLAS传感器,不仅实现了对空间内甲烷气体实时、准确的探测与定位,而且大大减少了传感器的使用数量。根据不同的应用环境,空间检测方法提供两种检测模式:空间网格定位检测与扫描检测。网格检测适用于复杂的生产装置内部的检测;扫描检测适用相对更少的传感器,适用于视线开阔的边界区域检测。当泄漏发生时该检测方法可及时发现泄漏点,对于保护生产生活安全具有十分重要的意义。     

基于数字信号处理器的激光光谱瓦斯监测系统

利用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,选择不受干扰的1653.72nm波长处的吸收线监测煤矿瓦斯浓度,并结合了高性能的数字信号处理器(DSP)和二次谐波检测技术,进一步降低了检测限,使检测限低于0.074mg/m3,实现了对瓦斯浓度高稳定性和高灵敏度的实时测量。     

金属氧化物传感器对变压器油中微量烃类气体的检测特性研究

基于自制的金属氧化物半导体气敏传感器对甲烷、乙烷、乙烯、乙炔在1~20μL/L低浓度范围内进行气体检测特性试验,并对其响应机理进行探究,对被测气体的分子轨道能级进行计算分析,另外还对传感器的选择性机理做定性分析。