基于TDLS的光谱吸收型CO_2传感器仿真与实验研究

文中采用可调谐半导体激光器光谱吸收技术(TDLS),针对激光调制参数设置问题,建立CO_2气体光谱吸收理论模型,分析光谱吸收后产生基波、二次谐波信号与气体浓度的关系。使用Simulink进行仿真,研究激光器调谐系数对谐波强度的影响,并优化了实验系统的设计参数。通过搭建CO_2检测系统,进行气体浓度定标测试,得到气体浓度与谐波强度的关系,采用叠加平均和积分的方法处理检测信号,使系统性能得到显著提高。由此实现了CO_2气体高精度检测,为谐波检测技术的实际应用提供了参考。     

基于GFC的非分散红外CH_4和C_2H_2气体检测系统

基于甲烷气体和乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种高灵敏度非分散红外系统,同时测量甲烷气体和乙炔气体浓度.系统采用折反式吸收池作为气室,结合先进的气体滤波相关技术和相关检测技术,实现了对微弱光谱信号的调制和检测,最后实现对浓度的反演,从而实现了甲烷和乙炔气体实时测量.试验结果表明:系统具有10~(-5)的测量分辨力.     

光谱吸收型光纤一氧化碳传感器

基于气体分子的近红外光谱吸收机理,研究一种可以检测一氧化碳的光纤气体传感器.对窄带光源DFB LD进行正弦波调制,建立差分吸收的数学模型,利用谐波技术实现气体浓度的检测.系统采用差分结构有效消除了光源光强噪声干扰以及光电器件的零点漂移.实验结果表明,传感器性能稳定、灵敏度高、重复性好,并且不受其它气体的干扰.     

光腔衰荡光谱技术及其应用综述

光腔衰荡光谱(CRDS)技术是近几年迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术。在介绍光腔衰荡光谱检测原理的基础上,详细推导了CRDS技术用于反射率测量和痕量气体浓度检测的理论公式。分析了CRDS技术由于实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化的影响,因此具有检出限低,测量精度高,可靠性好等特性。综述了CRDS技术在微量污染气体监测中的应用及其发展趋势。最后提出了应用光腔衰荡光谱检测污染气体中不同有害成分浓度的一种新思路。     

气相色谱对气相甲醛的快速测定

应用气相色谱仪,以N_2气为载气,以氢火焰为检测器,并改进进样系统来测定气体甲醛含量。通过标定甲醛,可以直接得到混合气体中气体甲醛浓度。这种方法应用与光催化甲醛浓度的测定和汽车尾气中甲醛浓度测定取得了很好的效果,其准确度可以达到1ppm,最低能够检测5ppm的甲醛气体。     

基于谐波检测技术的多点光纤乙炔气体传感器

基于乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种以DFB LD为光源的高灵敏度光谱吸收型乙炔气体多点检测系统.采用光源调制实现气体浓度的谐波检测,利用二次谐波与一次谐波的比值来消除光路干扰.采用空分复用技术实现多点气体浓度的检测,使多个传感器共用一个光源,降低了成本.建立了谐波检测的数学模型,给出了乙炔气体的测量结果.测试结果表明:系统灵敏度和稳定性高,重复性好,适应性强.     

基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的瓦斯传感器检测灵敏度低、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器.该传感器采用红外光谱吸收原理,对瓦斯吸收光谱进行分析.利用普通发光二极管LED产生宽带光源,通过Fabry-Perot腔和滤光片进行波长调制和选择,结合谐波检测和差分检测原理进行双光路检测,从而实现瓦斯气体浓度的精确测量.试验结果表明:该传感器能够有效地检测瓦斯体积分数,测量误差小,灵敏度高.     

吸收式光纤乙炔气体传感器的研究

基于乙炔气体的光谱吸收特性,采用一种带有参考通道的光纤乙炔气体在线实时检测系统.在设计过程中采用了双光路结构解决系统不稳定问题,消除随机因素的影响,提高测量准确度.给出了该光纤乙炔气体浓度测量的实验结果.     

基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的热催化瓦斯探测传感器的检测灵敏度低、环境干扰大的缺陷,设计了基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器。该传感器采用锁相放大器为核心的微弱信号处理电路,通过对一次谐波和二次谐波的实验数据进行数据拟合,实现了对瓦斯气体浓度的实时精确检测。实验结果表明:该传感器能够有效地提取瓦斯浓度变化信息,测量误差小,灵敏度高。     

痕量N2O气体检测系统的设计与实现

建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0～1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09 X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。     

基于AT89C52的便携式甲醛检测仪设计

为了能够准确测量室内和一些特殊环境甲醛浓度,以单片机AT89C52为主控核心,采用电化学CH2O甲醛传感器为数据采集模块,设计了一种用于室内及一些特殊环境中甲醛浓度检测装置。     

基于光离子化检测器(PID)传感器的便携式毒气检测装置

该装置采用光离子化检测器(PID)传感器进行检测,确保检测的快速性和准确性.装置设有气体选择模式,可准确地检测一氧化氮或硫化氢气体;同时可实现对一氧化氮或硫化氢气体的定量检测.及时、准确、可靠地显示实时的检测有毒气体的浓度,并根据设定的报警浓度提示使用者是否安全.     

采用富集方法提高气敏元件对甲醛的响应

用纳米SnO_2制作了旁热式甲醛气敏元件,测试了气敏元件对甲醛的响应,为了提高气敏元件对低浓度甲醛的响应,组装了一套富集装置.甲醛气体通过测试腔之前,先通过富集腔对其浓缩富集一段时间,然后加热活性炭使甲醛解吸出来,送入测试腔进行测试.测试了活性炭的最佳解吸温度为160 ℃.比较了富集前后气敏元件对甲醛的响应,富集前后气敏元件对20 ppm(1 ppm=10-6)甲醛的响应为分别为1.2和13.6.结果表明:富集后气敏元件对甲醛的响应明显提高.     

混合气体的光电检测系统

利用光吸收原理设计气体检测系统.为提高系统的灵敏度和准确度,设计用于提供光源的4 mA激励源电路、高响应的对比解调电路和三级放大加数字闭环的调理电路等硬件,开发数字滤波器、驱动程序和混合气体检测分析的软件系统,利用70 ppm的氨气与40 ppm的硫化氢混合气体进行检测实验.实验数据显示电压分辨率为10 mV,相对标准...     

一种新型降解甲醛气体控制柜的研制

根据光催化反应降解甲醛的原理,设计了一套降解甲醛气体的控制柜。本控制柜可以实现氮气、甲醛以及氧气三路气体的任意比例混合,混合均匀的气体输送到反应釜进行反应。论文主要从系统的原理设计、部件选择以及关键结构设计等方面,详细介绍了该控制柜的研制过程。     

基于差分吸收光谱法的大气质量在线连续监测系统

为精确测量气体组分及其浓度,根据大气中硫化物和氮化物在紫外波段对光谱分子的吸收特性及基于差分吸收光谱技术及相应的计算方法,设计了大气质量在线连续监测系统。该系统对硬件做了性能提升,实现了高速精确采集;在算法上对Lambert-Beer定律进行了优化,消除了Rayleigh散射和Mie散射的影响,使测量结果更加精准,达到了精确、快速、实时地监测气体组分及其浓度的目的。     

室内空气甲醛现场监测技术研究

本文为普通家庭提供室内空气甲醛监测方法。优化甲醛吸收液用量和吸收时间以及吸收液与空气接触面积,建立用于评价室内空气甲醛浓度的二维相关性数学模型,制作用于目测吸收液中甲醛浓度的标准比色卡。     

Improved low concentration gas detection system based on intracavity fiber laser

The improvement of a low concentration gas detection system based on the intracavity fiber laser is proposed in this paper. The sensitivity of the system is deduced based on Lambert-Beer law. The optimized system was established with the gas cell made elaborately. In order to apply the wavelength sweeping technique, the fiber Bragg grating reflector was substituted by the wavelength independent Faraday rotation reflector. The sensitivity of the system for acetylene detection is reduced to less than 100 ppm by using the average of three absorption spectra. The acetylene detection coefficients of variation with different concentrations are measured. The gas measurement system is validated to detect low concentration gas effectively.