隔离段内激波位置对TDLAS测量结果影响规律研究

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)可以实现流场多组分、多参数的测量,具有其极强的环境适应性,可以用于超燃冲压发动机流场测量。为了研究超燃冲压发动机流场中激波对TDLAS测量的影响,利用计算流体力学方法(CFD)模拟了四种马赫数条件下的斜坡流场分布,采用双谱线测温法获得垂直于流道方向每条光线的平均温度。分析了温度测量结果与激波分布的关系,给出了TDLAS光学探头测量位置的建议。本文得到的结论对TDLAS工程应用和测量结果分析具有重要的参考意义。     

激光气体检测及温压补偿研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是一种灵敏度高、分辨力高和响应快速的气体测量技术,基于(TDLAS)的激光气体分析仪具有预处理简单、不受背景气体和粉尘影响的特点,是工业过程气体在线分析理想选择。本文介绍了波长调制的吸收光谱浓度测量原理以及实际工况下浓度的温压补偿方法。     

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术在冻干机中的应用方案研究

冷冻干燥是一种低温低压下在封闭环境中除去水分的药品生产工艺,工艺条件要求较高。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术是一种气体在线监测技术,具有灵敏度高、抗干扰、易于调谐等诸多优点,可将其运用于冻干机中,在药品生产过程中通过监测水蒸气的升华速率以判断两次干燥过程的终点,提升药品质量。现论述了冷冻干燥和TDLAS的一般原理以及国内外近阶段对TDLAS的研究成果,探讨了将两者结合的可行性,分析了运用TDLAS技术监测水蒸气的优势和难点,并设计出了监测方案。     

基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统

为了提高环境气体监测精度,降低设备维护成本需求,设计了一种多组分气体同时或近同时在线检测系统。该系统基于TDLAS技术采用DFB可调谐激光测量气体浓度,能够实现760 nm O_2和2 326 nm CO混合气体同时在线监测。设计发射单元、接收单元等模块,分析TDLAS可调谐激光检测、PID温度控制、锁相检测原理。结合火电厂烟道氧量浓度测试,对系统进行了验证。实验结果表明:与传统的工业气体测量装置相比,该系统能获得更高的精度、更快的响应速度以及良好的稳定性,适应恶劣环境能力强,具有较好的实用性及可行性。     

基于1397nm波长H_2O分子吸收光谱的温度测量研究

为了准确获得燃烧场温度信息,利用可调谐半导体激光吸收光谱技术进行了气体温度测量实验。利用1397nm波长范围内的两条H_2O吸收谱线进行气体温度测量,简化了实验装置和数据处理的复杂程度。将两种测量方法得到的温度与管炉温度对比,可以看出直接吸收光谱的测量误差在3%以内,波长调制光谱误差在4%。结果表明,1397nm波长范围内的两条H_2O吸收谱线可以用于TDLAS气体温度的测量,并且测量的精度较高。     

冲压发动机羽流温度 TDLAS 在线测量系统

为实现碳氢燃料冲压发动机羽流温度在线测量,以H_2O分子为目标组分,通过分子光谱仿真计算优选(7 444.352+7 444.371) cm~(-1)-(7 185.586 5+7 185.597 3) cm~(-1)谱线对,采用扫描波长直接吸收光谱-时分复用(SDAS-TDM)策略设计了用于碳氢燃料冲压发动机羽流参数测量的可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)系统,并利用预混平面火焰炉验证了该系统测温精度,结果显示采用此系统对预混平面火焰炉高度1 cm处火焰温度测量结果与标准参考值相对偏差均在15%之内。在此基础上,将该系统应用于碳氢燃料冲压发动机羽流参数测量,通过交替调制1 392 nm与1 343 nm半导体激光器,测量调制激光经待测区域后的光强衰减信号,获得H_2O分子在(7 444.352+7 444.371) cm~(-1)和(7 185.597+7 185.597 3) cm~(-1)谱线吸收光谱,通过双线技术实现了发动机羽流温度在线测量,为碳氢燃料冲压发动机燃烧组织与性能评估提供重要参考。     

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。     

TDLAS技术在环境大气检测中的应用

基于可调谐激光二极管吸收光谱技术的诸多优点,可用于大气在线检测.文章介绍了大气检测系统的发展趋势、TDLAS技术的原理、特点和基于TDLAS技术探测器的结构和谱线的选择.     

激光微量水测量技术及应用

针对化工生产过程介质中微量水测量技术的不足,根据实际应用经验,介绍一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的激光微量水测量及其原理,与传统测量方法进行比较,说明该技术在响应速度、精度等方面的技术优势及应用效果.     

可调谐半导体激光吸收光谱技术在脱硝微量氨检测系统中的应用

脱硝主要还原剂氨气的在线检测,是防止氨气对环境二次污染的有效手段。LGA-4500是基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的实时在线分析系统,可提供快速准确可靠的分析数据,是确保烟气排放安全、环保的一种理想分析系统。     

基于TDLAS的高温光谱参数测量方法研究

准确测量流场温度有助于了解燃烧机理,提高燃烧效率。论文提出了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)的流场检测方法,通过特定组份对激光的吸收精确测量流场温度、组分浓度等信息,可以用于燃烧场分析,实现发动机性能评价等。设计了测量平台,以常见的水分子吸收谱线为研究对象,对测量方法进行了验证。针对目前TDLAS在测量高温时没有精确的光谱参数支撑这一主要问题,改进了现有的测量设备,提高了可测量温度范围,为TDLAS分析高温流场提供了理论基础。     

基于激光吸收光谱的SF_6/N_2混合气分解产物同时检测

针对SF_6分解气中H_2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF_6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H_2S气体吸收谱线弱的问题,提出独立放大电路方案,研制样机并通入混合组分气体进行验证。根据获得二次谐波曲线和浓度随时间变化曲线表明,该系统目前可以实现的检测限为CO 10 ppm,H_2S 4 ppm,HF 1 ppm,可以满足高灵敏度SF_6分解气在线监测和故障预警需求。     

可调谐二极管激光吸收光谱技术测量低温流场水汽露点温度

露点温度是表征气体状态的一个重要参数,针对低温环境的低露点温度精确、快速、连续、原位测量的迫切需要,提出了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术对水汽露点温度测量的方案。首先与安徽省气象局的冷镜式露点仪一起对比测量标准温湿度箱内的露点温度,验证波长为1 381nm的TDLAS系统露点温度测量的可行性及精度,然后结合一套开放式的测量装置,进行低温度环境(最低温度100K)水汽露点温度原位测量。得到了实时的露点温度值,其中TDLAS露点测量结果与冷镜式露点仪测量结果一致性较好(相差小于1K),TDLAS测量的时间分辨率为0.83s,远远快于冷镜式露点仪的时间响应速度。对于更低气体温度的露点测量,获得了与气体温度变化趋势相同的露点温度,同时得到了随着环境温度降低,水汽逐渐趋向饱和的结论。     

激光气体遥测仪整机测试系统自动化测试软件设计

激光气体遥测仪是基于红外气体吸收光谱原理,采用先进的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术分析测量被测区域(如传输管道、天花板、墙体等)内的甲烷气体平均浓度的新型仪表。性能优良的激光气体遥测仪表已在许多危险领域得到了广泛的应用,但是,目前整机测试系统流程复杂、费时、低效。结合相关生产实践开发一种较为实用的整机测试自动化软件,以提高整机测试的效率。目前已有效地帮助生产相关人员快速、准确地完成整机测试流程。     

TDLAS技术在烯烃生产过程中的多组分检测应用

烯烃工业生产过程中的多组分在线检测是对其工业过程有效控制、提高处理装置综合效益的重要手段。本文以在线检测烯烃裂解炉的清焦过程生成的一氧化碳和二氧化碳为应用案例,采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)作为分析平台进行多组分分析。针对清焦过程,设计了检测0~5%量程CO和CO_2的模拟实验。对气体含量随机分布的19组数据分别采用多变量最小二乘算法(CLS)、单组分偏最小二乘算法(PLS1)和多组分偏最小二乘算法(PLS2)进行建模和评估。在后续的多组分交叉干扰实验和CO_2的扩展量程准确性测试实验中,PLS1模型的最大误差小于±0.05%,PLS2的小于±0.10%,CLS的小于±0.20%。因此,TDLAS技术结合PLS1算法在实现化工过程中的多组分在线检测时具有先进性。     

激光分析仪在型煤炉制气半水煤气氧含量分析中的应用

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的西门子的SITRANS SL激光气体分析仪在型煤制气中的应用。根据实际情况,对其光路结构进行改造,以满足现场需求。     

TDLAS一氧化碳浓度检测系统误差分配

在利用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量一氧化碳(CO)气体浓度时,反演精度受光强、温度、压强等的影响,需要对系统的总体误差进行分析与分配。为了提高TDLAS的测量精度,降低多项误差对测量的影响,本文提出了对系统各个测量误差的分配方法。首先建立了CO浓度反演的误差模型,基于二次谐波测量原理引入了二次谐波峰值、光强、驱动电流、温度、压强和光程几项误差;其次,利用随机化方法分别研究了系统各项误差对浓度误差的影响,并通过数值拟合的方法推导了浓度误差与各项误差的关系,比较了浓度误差对各项误差变化的灵敏度;最后,根据求得的灵敏度关系,综合考虑浓度测量要求以及现有器件的工艺水平,对各项误差进行了合理、有效的分配。利用蒙特卡洛法对本文所提出的各项误差分配方案进行了仿真,仿真结果表明,在CO体积分数为2.5%时,该误差分配方案可使浓度测量的绝对误差小于0.025%。在实验室条件下对体积分数为2.5%的CO进行了测量,其绝对误差小于0.01%,实现了对CO气体浓度的高精度反演。本文的研究结果保证了TDLAS浓度检测系统在多项误差影响下的测量精度,同时,可有效降低系统的设计难度和经济成本,对仪器的开发和应用具有重要的指导意义。     

基于光纤隔离与通讯的生物电信号放大方法研究

人体内的生物电信息都非常微弱,如何有效地获取这种微弱的电信息对生命科学至关重要.主要叙述了一种采用光纤隔离与通讯技术对人体内微弱生物电信息进行放大和传输的方法,并将此成功地应用于脑电信号的提取中.由于该放大系统采用了光纤隔离与通讯技术,抗干扰能力强,传输距离远,可用于很多同地或异地微弱电信号的放大与获取中,故具有较强的通用性.     

行业信息与动态

·新产品·新成果·道边汽车尾气光学遥测系统由中科院安徽光机所承担的“863”项目——可调谐红外激光差分吸收汽车尾气道边监测技术与系统研究 ,不久前通过国家验收。该系统是我国首台自主知识产权道边汽车尾气光学遥测系统。该系统采用了先进的红外二极管激光调谐和调制光谱技术、紫外差分吸收光谱技术、微弱信号检测技术及计算机软硬件技术 ,结合机动车辆自动识别技术 ,完成对行驶过程中机动车排放的尾气多种污染物CO、CO2 、NO、HC和尾气烟尘进行完全非接触在线自动遥测 ,同时给出机动车的速度、加速度以及车长等信息。该设备能够…     

基于虚拟仪器的微弱信号检测处理技术研究

本文针对检测大气中有害气体浓度的热点问题,提出了运用相关检测技术对微弱气体浓度信号进行检测,通过可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对大气中的有害气体浓度信号进行初步采集,然后对采集到的信号进行除噪处理.通过理论的分析与证明,相关检测技术可有效的分析出被测信号中的有用信号,而且可以在噪声功率大于有用信号功率的情况下对有用信号进行有效识别.为了进一步验证该方案的有效性,本文还建立了LabVIEW的仿真实验平台,结论有效地论证了通过可调谐半导体激光吸收光谱技术与相关检测技术相结合可以方便的提取噪声中的有用信号,从而检测出气体的浓度.