TDLAS燃烧气体温度测量吸收谱线对的选择

高温气体的温度场测量,一直以来是一项重大科研课题,而利用可调谐二极管激光吸收光谱法(TDLAS)测量燃烧气体温度的基础是吸收谱线对的选择。本文首先系统地给出吸收分子及其谱线对的选择标准,而后重点对HITEMP数据库中1547.72 nm附近的水分子吸收谱线进行研究与筛选,通过仿真分析验证了谱线对6460.595 cm-1和6461.271 cm-1适合用于TDLAS高温气体温度测量系统,最后通过搭建的实验设备验证了这一对吸收谱线对很适合用作氢气或碳氢化合物做燃料的高温气体的温度测量,对TDLAS温度场测量系统的设计具有参考意义。     

可调谐激光遥测甲烷浓度的研究

介绍了1种基于光谱吸收技术实现遥测矿井瓦斯浓度的测量系统.方案主要采用了波长调制光谱技术和二次谐波检测技术.通过理论分析,激光的中心波长设定为1 654 nm,把激光频率锁定在甲烷气体的强吸收带,发射的激光透射过被测气体区域,经目标物体反射至透镜,然后由系统接收.为了克服激光光强受背景气体、粉尘等因素所造成的衰减,以至...     

基于TDLAS的甲烷遥测技术

主要研究了基于TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱）的甲烷气体浓度遥测技术。对其工作原理、系统构成进行分析,重点研究系统光学部分设计,以提高系统的接收效率。实验证明能够达到利用漫反射光线高速高精度检测甲烷气体浓度的目的。     

机载嵌入式云参数探测仪

飞行器积冰预警和人工影响天气作业等方面均有对云参数探测的需求，而现有设备没有形成系统应用，且实时性较差，精度不高。设计研制了一种能同时探测云中总水含量和云粒子相态的机载云参数探测仪。相比于之前研制的云中水含量机载吊舱，该探测仪增加了云粒子相态的探测功能，并对水含量测量方法进行了改进，在外形上摒弃了吊舱安装方式而采用蒙皮保形的嵌入式减重设计，可安装于中大型无人机或各类有气象探测需求的飞机上。云中总水含量的测量采用倍频TDLAS技术，可测得固态或固液共存的混合水含量，测量范围为0~15 g/m3,测量精度为0.01 g/m3；云中粒子相态则采用激光退偏振计进行测量，通过探测目标回波偏振特性对云中相态做出判断，其中退偏振比测量范围为0~1，测量精度为0.01。结合两种技术的探测仪对云参数的探测更全面，且探测精度高、响应速度快。     

Non-intrusive headspace gas measurements by laser spectroscopy – Performance validation by a reference sensor

The oxygen concentration in the headspace of a large number of liquid food containers is assessed with non-intrusive diode laser absorption spectroscopy. The results are compared to those given by a traditional intrusive measurement method. The upper portions of the containers are made of translucent but non-transparent plastic materials, through which the laser light is diffusively transmitted. Measurements are performed both on packages with modified atmosphere and with normal air conditions. It is concluded that the novel non-intrusive technique provides oxygen concentrations that generally differ by less than one percentage point from the reference sensor values.     

利用TDLAS技术检测SF6高压开关中的HF气体

介绍了一种可基于TDLAS技术的用于检测SF6高压开关中HF气体浓度的仪表,采用了电流调谐的方法,使用锁相放大器进行检波,并引入了三光路自动校准技术,避免了光路偏转以及光强衰减造成的误差,提高了仪表的稳定性、可靠性和测量准确性.     

基于可调谐半导体激光器的甲烷气体监测技术

介绍了一种利用分布反馈(DFB)可调谐半导体激光器吸收光谱技术(TDLAS)实现甲烷气体浓度监测系统。不同于直接测量气体吸收前后光源强度的变化值,TDLAS通过提取二次谐波幅值信息,在频域换算气体浓度,因此具有更高的稳定性和精确度。同时对不同输出特性的DFB半导体激光器进行对比研究,分析光源的波长调谐特性及功率-电流特性对实际应用的影响。     

基于TDLAS的红外湿度检测中的小波去噪实验研究

为了有效抑制可调谐二极管激光吸收光谱法(TDLAS)进行红外湿度检测中的噪声,采用多阈值小波去噪方法对测量通道和参考通道间的差分信号做降噪处理,然后基于数字锁相放大技术从去噪后的差分信号中提取二次谐波信号,最终根据谐波信号的幅值大小确定湿度数值。给出了多阈值小波去噪算法的流程,并做了实验验证。分析显示,本文方法可有效抑制噪声的影响,在极低湿度条件下仍可较好地提取出二次谐波信号。利用制作的湿度检测系统,结合配备的密闭湿度环境,开展了检测实验。结果表明,采用小波去噪后,检测下限可由0.2%降至0.08%,极低湿度条件下(0.2%)的测量误差可由48%降至7.9%,其它浓度下的测量误差小于5%。同时,由于噪声被很好抑制,检测系统的测量标准差小了1个量级,从而改善了系统稳定性。本文的小波去噪方法也可用于具有类似机理的红外气体检测系统中以改善性能指标。     

基于多次反射样品池的TDLAS逃逸NH3检测研究

时域激光吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、 高准确性优点,为逃逸NH₃的在线检测提供了可靠的技术手段。本文利用TDLAS 系统分别在White和Herriott 两种样品池中对浓度为(10～100)×10－6的NH₃进行检测, 采集得到其二次谐波光谱,比较 了两种样品池测量结果,分析对比两种样品池的优缺点。实验显示,Herriott样品池的噪声 要大,根据光谱曲线的标准偏差得到White样品池最低检出限为1.21×10－6 ,Herriott样品池 的检测限为1.61×10－6。结果表明,Herriott样品池更适合 恶劣环境现场应用,能够满足逃逸NH₃的痕量检测要求,适合在线监测。     

1.65 mm Three-Section Distributed Bragg Reflector (DBR) Laser for CH4 Gas Sensor

A 1.65-μm three-section distributed Bragg reflector (DBR) laser for CH₄ gas sensors is reported. The DBR laser has a wide tunable range covering the R3 and R4 methane absorption line manifolds. The wavelength tunability properties, temperature stability and laser linewidth are characterized and analyzed. Several advantages were demonstrated compared with traditional DFB lasers in harmonic detection.