基于FPGA在线气体检测系统设计

以FPGA为平台设计一套TDLAS在线气体检测系统。在线气体检测需要高精度以及快速的数据分析和处理速度。相比于传统单片机,FPGA在工作速度以及功耗等方面具有较大优势,可以保证数据分析和处理的实时性;基于TDLAS（可调谐二极管吸收光谱学）的二次谐波检测技术可以减小噪声等因素带来的影响,保证检测结果的精度。本文详细介绍了系统的检测原理以及TDL驱动电路的设计方法,并由FPGA产生所需调制信号。该系统适用于现场高精度高速度的气体监测。     

光纤拉曼放大器瞬态效应的时域差分研究

首次提出了将中心时域有限差分法(FDTD)用于研究拉曼放大器(FRA)的瞬态效应,该算法能够适合前向和后向泵浦拉曼放大器.经过模拟表明:此法速度快,效率高,能够实时计算出输出信号的功率,适合FRA瞬态效应的研究和FRA实时增益比例、微分,积分(PID)控制系统.运用此方法,在20 km的高非线性单模光纤(SMF)中模拟得到瞬态发生延迟100 μs,结束于300μs,中间为一振幅不断减小的类似于正弦的运动曲线,这与实验结果一致.实践表明:此法和传统Runge-Kutta相比,简单易懂,对于动态系统研究有明显的优势.     

基于激光光谱差分法检测NO2

为了分析大气污染的主要污染气体之一的二氧化氮(NO2)的光谱与气体体积分数之间的关系,采用了中心波长位于NO2高吸收峰位置的激光作为检测光源,建立了光谱气体检测系统。根据朗伯-比尔定律,采用分时差分方法,结合权威数据库对比,并考虑光谱线宽度等因素影响,进行光谱分析,用最小二乘法进行数据拟合,取得了NO2吸收光谱与其体积分数的关系曲线数据,并进行了体积分数反演和误差分析。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,验证了光谱检测对NO2检测的研究与应用价值。     

求解大规模非线性单调方程组的修正HS投影算法

为了更加高效求解大规模非线性单调方程组,克服其他算法存在的如算法复杂、编程难、储存量大等不足,在传统三项HS算法基础上,设计了一个新的搜索方向,并采用投影技术和新型线搜索构建了修正HS投影算法。该算法不依赖任何线搜索,具有充分下降性和信赖域性质,在一般假设条件下具有全局收敛性。初步数值试验表明,新算法的数值表现总体上比传统的HS算法和三项HS算法更优,鲁棒性更好,能够更加高效地求解大规模非线性单调方程组问题。     

基于FPGA的倏逝波型光纤气体检测研究

文章就光纤气体传感器的背景和发展进行了介绍,并且对倏逝波型的光纤气体检测原理进行了分析与研究.设计了一款基于FPGA的倏逝波型的光纤气体检测系统.通过模拟与实验,提高了检测灵敏度和响应时间,可进行多种气体检测.