半导体激光器温度控制电路设计及实验研究

DFB可调谐二极管激光器是激光光谱测量系统中的最主要部件之一,它的输出波长与辐射功率的稳定性决定测量系统的稳定性.影响DFB可调谐二极管激光器输出波长和输出功率的因素主要为激光器的注入电流和工作温度,而工作温度对输出特性的影响更大.设计了激光器温度控制电路,并实验分析了PI参数对温度控制稳定性的影响以及温度控制的短期稳定性;将设计电路应用在DFB可调谐二极管激光器上进行激光器输出波长与输出功率的长期监测,得到激光器输出波长的标准偏差为0.2×10-6,输出功率的标准偏差为0.02 mW.     

基于ZEMAX的气体光学吸收池的设计与优化

基于光谱吸收法的瓦斯实时监测系统的核心器件是开放式光学吸收池,根据矩阵传输理论和q参数的ABCD法则,设计了由2个相对的C-Lens组成的光学吸收池结构,并在ZEMAX的物理光学模式下实现仿真与优化。由理论分析得到结构的初步参数并在ZEMAX中进行优化,并使用合适的优化操作数对像差进行校正,经过逐步优化得到工作距离为100.39 mm的吸收池结构参数。高斯光束从一端光纤输出的束腰半经为5.2μm,经C-Lens聚焦和准直后,耦合到另一端光纤的束腰半经为5.48μm,该光学吸收池对甲烷近红外激光的耦合效率达到92%。通过实验验证了该光学吸收池的稳定性和高耦合效率,适用于甲烷气体的开放式光学气体传感和在线监测。     

高温氨逃逸激光原位监测的浓度反演算法

对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53 m 的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃逸原位监测方法,并设计了相应的开放光路测量系统。分析了高温环境下温度对测量的影响,研究了温度修正方法,并设计了烟道现场氨浓度免定标精确反演算法,由实验得出最大相对检测误差为1.5%。通过工业现场的安装运行验证了文中系统的工程实用性和算法的可靠性,对于我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。     

分组密码算法芯片验证

介绍了分组密码算法芯片验证的流程、内容和方法,详细介绍了分组密码算法芯片的验证技术——测试基准。     

ATE功能测试码生成方法

文中简要介绍了芯片测试,对ATE功能测试码生成给出了一般性原则,同时介绍了一种针对数字电路的简易、经济的适合于任意ATE功能测试码真值表生成方法。     

换热器在民用建筑中的应用

换热器是供热系统中的一个核心设备，它的优劣以及合理选用将直接影响供热系统的投资效果和使用效果，影响换热器的使用寿命。提出如何正确地选用换热器，确保供热系统具有经济性、可靠性和安全性，及如何有效地提高换热器的换热效率，最大限度地发挥其换热效能。列举了各种不同类型的换热器，在不同运行工况的情况下对其优缺点进行了充分的论证和比较，可供设计人员和用户根据不同的运行工况对换热器进行合理的选用。     

基于红外光谱技术的秸秆还田环境下土壤氨挥发特征分析

秸秆还田对于农业面源污染和氨排放具有一定影响,监测氨挥发浓度是研究其排放规律的前提条件。本文研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能。利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征。研究结果表明氨浓度具有日变化趋势：白天浓度上升在正午达到最高值,逐步降低到夜间至最小值。夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6 10-3 ~1.34 10-3mmol/mol和1.14 10-3 ~1.82 10-3mmol/mol,秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6 10-4mmol/mol和1.7 10-3mmol/mol,还田一个多月后氨浓度明显上升,并存在一定季节性差异。近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持。     

基于FID的机动车尾气THC测量模块设计与对比实验

机动车排放的总碳氢化合物（total hydrocarbons, THC）是造成雾霾、光化学烟雾的重要原因,在城市大气污染的调查和影响人类健康的研究中,THC是必须的监测目标之一。着重开展了基于氢火焰离子化检测（hydrogen flame ionization detector, FID）的机动车尾气THC测量系统的设计和对比实验。主要介绍了FID测量THC的工作原理,根据FID的测量原理设计了机动车尾气THC测量模块。并根据离子化信号检测需求设计了微电流放大电路,满足大范围、高精度微电流信号检测的要求,获得了检测器对THC的响应峰信号。还对测量得到的THC色谱峰信号进行定性和定量的分析,通过标准曲线法计算了THC的浓度。最后结合美国的SENSORS-FID THC分析仪开展了对比实验,结果表明研发的THC测量模块检测的浓度偏高,测量偏差约为4.44%~8.43%,判断此系统误差主要为O2峰干扰。     

车载机动车尾气测量系统高温尾气采样气路设计

为了准确测得机动车高温尾气中的COx、NOx、THC等气体成分,基于旋风分离器原理,详细讨论了高温尾气的预处理方案;以微粒物过滤室、旋风分离器、阻液器和膜式干燥器为主要器件,设计了改进型旋风分离器和车载式高温尾气预处理采样气路;利用微粒物过滤室两次去杂、金属螺旋管降温、旋风分离器去水去杂、阻液器去水、膜式干燥器去水,在不改变尾气气体成分和含量的情况下,提高了样气净度;实验结果表明,预处理后的样气,相对湿度小于2.5%,温度低于40℃,所含颗粒物直径小于5 ?m,且含量极少,满足车载式机动车尾气气体成分分析模块的要求。     

基于FPGA的半导体激光云高仪数据采集处理方法

由于大气不稳定性以及光电探测器的各种噪声和天空背景辐射,使半导体激光云高仪APD探测器接收到的后向散射信号信噪比较低,不能直接用于反演云层参数.所以针对后向散射信号的这种特点,提出了一种基于FPGA的半导体激光云高仪数据采集处理实现方案.该方案能够实现后向散射信号隔直流、高速采集、累积平均,与此同时还能完成整个系统发射、接收、数据存储和上传等复杂时序控制.经实验对比验证,该方案能够明显提高后向散射信号信噪比、实现大气云层参数的反演.