基于质谱法的大气压介质阻挡放电等离子体中O3和N2O组分的测量

为提高介质阻挡放电(DBD)在大气压条件下低温等离子体的产率以及设备的稳定性和可靠性，降低处理成本，提高航天发射废水的降解率，利用四极杆质谱仪设计了一套基于质谱法的大气压DBD等离子体中O₃和N₂O组分测量系统，通过测量等离子体组分和未放电时的大气组分来证实该方法的可行性。结果表明，在101.325 kPa大气压条件下，使用6管同轴介质阻挡放电，在控制电压为200 V时，O₃和N₂O的组分浓度达到最高；在控制电压为200 V,空气流量为7.8 L/min时，O₃的组分浓度达到最高；在空气流量为3.8 L/min时，N₂O的组分浓度达到最高。综上所述，控制电压和空气流量对等离子体组分浓度有较大影响，解决了传统质谱法难以应用于大气压条件下DBD等离子体活性产物测量和强电场对质谱仪干扰的问题。本研究结果在DBD反应器的优化、关键参数的调控和实现大气压DBD在降解航天推进剂废水的工程实际应用方面具有参考价值。     

痕量六氟化硫气体检测装置的研究

SF6具有极强的温室效应,会对气候造成严重影响。在一定条件下,SF6会发生分解反应,产生有毒或剧毒气体,危害人类健康。所以,检测大气中SF6的含量具有重要意义。本文利用光声光谱技术原理,设计大气中SF6含量的检测装置。该装置通过对激光光束扩束和反射,大大增加光程,以提升检测的灵敏度。试验证明,该检测系统能准确、可靠、实时在线检测大气中SF6的含量。     

差分吸收式光纤NO2气体传感器

NO2是对人体有害的毒性气体，NO2的工业污染问题日益突出，NO2指标呈增长趋势，因此，快速、实时检测NO2浓度对于防治环境污染，保护环境和人体健康都具有重大意义。基于NO2的光谱吸收特性，设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统，采用双波长差分检测技术有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差，提高了检测灵敏度。并且可以将传感头放入NO2浓度较高的环境下进行经济、实时、安全的测量，避免了人体进入恶劣环境所造成的伤害。     

一种甲烷气体检测方法的实现

介绍了一种根据半导体式气体传感器的工作原理而设计的甲烷气体检测电路.该电路弥补了以前此类检测电路的许多不足之处,具有灵敏度高、稳定性好、制备成本低等优点,并利用单片机来实现对信息的采集和处理,达到了实时检测甲烷气体浓度的目的.     

SF6气体泄漏环境在线智能检测系统的设计

为实现SF6气体实时在线准确检测,提出了采用红外光谱吸收技术在线检测SF6气体泄漏的设计方案,给出了系统的硬件和软件的设计.通过对传感器信号进行温度补偿和压力补偿,有效提高了传感器的测量精度和灵敏度.利用改进的RS-485通信和数据帧,实现了数据实时、快速、精确传输.现场测试表明,系统性能稳定、寿命长、测量精确、误报率低.测量范围0 ～5000 ppm(1 ppm=10-6),灵敏度1 ppm.可广泛应用于测量SF6气体浓度的场合.     

痕量气体光谱法检测用半导体激光器温度控制电路

本文介绍一种半导体激光器温度控制电路及其辅助调试电路(含软件),电路采用Peltier模块集成温度控制器MAX1978,温控精度约为0.02℃,该电路用于痕量气体光谱法检测系统.     

LabVIEW环境下多路气体检测系统的设计

为了实时监测环境中的CO和O2浓度,设计了一种基于LabVIEW的多路气体检测系统.该检测系统通过电化学传感器采集气体浓度信息,C8051F020完成信号的A/D转化和电化学传感器的温度补偿,并将多通道数据通过串口发送到上位机.上位机使用LabVIEW进行编程,从而实现数据的采集、处理、分析、显示、保存及自校准标定功能.该系统具有检测精度高、结构简单、检测方便、界面友好等特点.     

SnO2和分子筛组装气体传感器及其检测装置的研究

介绍了一种新型的、由ＳｎＯ２和分子筛组装构成的电容式气体传感器及据此开发的便携式气体浓度检测仪。该检测仪能将传感器电容值的变化转化为频率脉冲信号，然后用单片机进行测量及各种处理，因而整个系统具有快速、高精度的特点。     

气体分析仪PA200-GXH+O_2在炼铁高炉喷吹烟煤系统中的应用

烟煤喷吹对系统中的CO和O2含量的要求很高,若检测系统出现偏差或者不能及时准确地显示实时的CO和O2含量,后果非常严重,甚至出现自燃、爆炸等重特大事故的发生,所以CO和O2含量的在线检测系统的准确度和可靠性就非常重要。     

基于半导体激光器的乙炔气体光声光谱检测及其定量分析

油中溶解乙炔是变压器等油浸式电气设备早期放电性故障的重要特征气体。基于半导体激光器的光声光谱传感技术具有灵敏度高,选择性好等优点,能很好地应用于微弱气体检测中。论文构建了基于分布反馈半导体激光器光声光谱检测装置,并分析了光声池的特性参数;实验研究了光声信号与激光功率、乙炔气体浓度之间的关系;并借助激光器的波长调制特性,研究了乙炔分子在近红外区第一泛音带1.5μm附近的光声光谱;提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法。理论和实验结果为乙炔的光声光谱在线检测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

分布反馈光纤激光水听器封装结构的设计

针对分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时频响曲线起伏较大的问题,设计了一种开孔套管式封装结构。通过对DFB激光器的封装,使其张紧后被聚氨酯固定于开孔套筒的中心轴线上,利用开孔套管的保护作用以及施加于光纤激光器两端的拉力来抑制水声探测过程中频响曲线的起伏。基于有限元软件ANSYS对封装结构的动态特性进行了数值仿真计算,然后加工制作了开孔套管结构封装的DFB光纤激光水听器原型样品,并利用振动液柱法进行了测试。试验结果显示,DFB光纤激光水听器在20～800Hz的声压灵敏度达到-131dB左右,灵敏度起伏不高于±1.5dB,表明通过该封装结构的保护及聚氨酯的张紧作用,有效抑制了频响曲线的起伏,改善了DFB光纤激光水听器的水声探测性能。     

应用于早期火灾探测的CO传感器

为了实现对火灾的早期探测,设计了一种高精度、高灵敏度CO传感器。该传感器以激射波长的为2.33μm的连续型分布反馈激光器为光源。采用波长调制光谱(WMS)技术与一次谐波量化的二次谐波检测方法相结合的研究手段,对典型环境压力下复杂、重叠的光谱吸收特征进行分离,从而实现了良好的选择性和较高的灵敏度。基于Allan Werle方差的系统长期稳定性评估分析表明,系统的检测限(LoD)为1.18μL/L;当积分时间达到205s时,系统能够实现0.08μL/L的测量精度。最后,纸、棉花以及松木等容易产生阴燃的可燃物燃烧实验表明,所研制的传感器具有良好的早期火灾探测能力。     

大气浓度下N2O中氮稳定同位素比值测定的GasBench-IRMS系统改造

为实现在线自动测定大气环境N₂O中氮稳定同位素比值,本工作对多用途在线气体制备和导入系统（GasBench）进行了改造。增加了化学阱和2个冷阱,与八通阀构成预浓缩装置,以期达到纯化和浓缩大气样品中N₂O的目的,同时更换大体积进样瓶及其配套样品盘,用于增加样品进样量。优化了质谱测定条件、样品收集和浓缩时间等关键参数,并进行了系统的线性、稳定性测试以及方法准确性验证。结果表明,在本方法条件下,当离子流强度在280～3000 mV时,系统线性关系良好,δ¹⁵N_Air值随离子流强度的增加而变化不大;不同压力条件下,δ¹⁵N_Air值的S.D<0.04‰,达到仪器稳定性指标的要求。利用该方法测量配制的400 mg/L N₂O标准样品气,δ¹⁵N_Air平均值为7.253‰,接近标准气的氮稳定同位素标准值,说明该方法准确性良好,可用于大气浓度下N₂O中氮同位素比值测定。     

电离层远紫外日辉辐射反演O/N_2技术

探索了如何从空间对远紫外日辉辐射进行遥感观测,以便为检测高层大气状态提供新的监测方法。针对风云三号(FY-3)气象卫星有效载荷观测结果的数据处理,研究了利用140~180nm波段的LBH(Lyman-Birge-Hopfield)日辉辐射与OI 135.6nm日辉辐射进行O/N2反演的方法。通过研究这两个远紫外日辉观测信号的辐射特性,验证了二者的柱辐射率之比135.6/LBH与太阳活动呈相关关系。检验了太阳活动对O/N2反演曲线的影响,结果表明:太阳活动的变化会造成O/N2反演曲线之间存在比较大的偏差,因此在O/N2的反演技术中必须考虑如何消除太阳活动的影响。本文的工作为FY-3载荷仪器的O/N2图像反演技术的研究奠定了基础。     

远程气象探测系统设计与实现

大气参数是大气科学各种理论研究的基础,其最直接的测量方式就是通过雷达或无线电经纬仪进行高空探测,但是,这些设备存在探测距离有限、不能空投、不能多个探空仪同时探测等缺点。文章介绍了一种远程综合探测系统的设计方案与实现方法。该系统具备远程自动探测能力,能实现远程监测、高度可控、定点投送功能,并具备完善的数据处理和气象辅助决策功能。通过对远程综合探测系统的试验和仿真,验证了其功能和性能达到了设计要求。     

Structure of electrodeposited graded composite coatings of Ni–Al–Al2O3

The structure of electrodeposited composite coatings of Ni–Al–Al₂O₃, with Ni as the matrix and Al and Al₂O₃ as second-phase particles, was investigated using light microscopy and scanning electron microscopy. Ni coatings with no particles, which were used as reference samples, had progressively coarser structures with increasing current density. Co-deposition with Al resulted in refinement of the Ni matrix structure at high (>10 A dm⁻²) current densities. For single-particle baths, the co-deposition of Al₂O₃ was more strongly affected by current density and bath particle content than was the co-deposition of Al. However, for baths containing both Al and Al₂O₃ the amount of incorporated Al₂O₃ no longer depended on current density. With the choice of appropriate conditions, coatings of Ni with up to 39 vol.% Al₂O₃ were made. Similar experiments with Al yielded a maximum of 17.5 vol.% only. Uniform and graded mixed-particle coatings were also produced. When coatings containing Al were annealed, the reaction of the two elements resulted in the formation of either single-phase γ or two-phase γ–γ' alloys, in agreement with the equilibrium phase diagram.     

强迫水解化学还原法制备纳米Cu2O及其光催化性能

以Cu(CH3COO)2.2H2O为铜源,水和乙二醇的混合溶液为溶剂,在回流条件下通过强迫水解化学还原法制备了纳米Cu2O,对影响其结晶程度和晶粒大小的因素进行了分析,并测试了其光催化性能。结果表明:水和乙二醇体积比、回流反应时间和Cu(CH3COO)2初始浓度对产物Cu2O的结晶程度和晶粒大小有着重要的影响;制备的Cu2O在可见光下照射210min后甲基橙的降解率达到89%,其光催化活性优于市售P25TiO2的。     

Interfacial reactions and silicate formation in highly dispersed Lu2O3– SiO2 system

Solid state interface reactions in highly dispersed Lu₂O₃– SiO₂ binary oxide system were studied at 600–1100 °C with X‐ray powder diffraction (XRD), high‐resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). The results show that at 600–900 °C an amorphous, nanometer thick Lu‐O‐Si layer covering SiO₂ particles exists in the system. At higher temperatures the breakage of the layer into amorphous islands occurs and crystalline silicates with various structures are formed. In particular, Lu₄[Si₃O₁₀][SiO₄] silicate, analogue of B‐type Dy – Tm disilicates, forms at 1000 °C.     

分布反馈式光纤激光器动态特性的研究

为了探明分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时,所测得的声压灵敏度高于静压条件下计算所得的声压灵敏度,且动态响应曲线不平坦的原因及其机理,对DFB光纤激光器的动态特性进行了研究。对两端固定并分别置于空气和水介质中的DFB光纤激光器的振动模态进行了数值仿真分析;设计加工了实验夹具,分别对其进行了实验研究。实验测得数据表明,两端固定的裸纤在发生振动时的第一阶固有频率与其夹持长度有关,且随着该长度的增大,固有频率降低;当夹持长度分别为50mm、55mm和60mm时,在空气和水介质中DFB光纤激光器振动的第一阶固有频率分别约为250Hz、200Hz、125Hz以及200Hz、160Hz、120Hz,实测数据与仿真分析吻合。可见当DFB光纤激光器受外界激励发生振动时,引起了激光器输出信号幅值的波动,导致其声压灵敏度出现起伏,第一阶固有频率对其具有很大的影响。