球形光声腔中二氧化碳的检测

气体光声光谱技术是一种基于光声效应的微量气体检测技术,它具有高灵敏度、高选择性、大动态检测范围的优点,本文从理论上讨论了气体检测球形光声腔共振模式的声学特性,计算表明,与常用的圆柱形光声腔比较,球形光声腔不存在粘滞损耗,具有更好的检测特性;利用球形光声腔和二氧化碳激光器构成的气体光声检测系统,从实验上测量了球形光声腔的共振模式,与理论计算结果一致;实验结果表明注入浓度为300 ppm二氧化碳的球形光声腔所激发的光声信号为5.68 mV,信噪比高达45,尽可能地降低了声波在光声腔内壁附近的热损耗和粘滞损耗,提高了二氧化碳气体检测灵敏度。     

噪声对光声气体检测系统影响的研究

工作环境是影响光声气体检测系统的一个重要因素。实验发现,噪声对光声信号有很大的影响,导致甲烷气体浓度检测的不准确性。该文对不同甲烷气体浓度在有噪声和无噪声的情况下,测量光声信号的大小。通过对比,引入修正函数对在噪声情况下的光声幅值进行校正。实验表明了该方法切实可行。     

采用光声光谱技术检测乙炔气体的研究

气体光声光谱检测技术灵敏度高,不消耗被测气体,能够很好地检测变压器油中溶解的微弱气体.乙炔是变压器产生的微弱气体之一,为了检测乙炔气体,构建了用以检测该气体的实验装置.利用该装置,对外腔可调谐半导体激光器的辐射特性进行了分析;深入分析光声池的品质因数和频率响应;在低气体体积分数、低激光功率条件下,得到了光声信号与气体体积分数、激光功率间的关系.     

高灵敏度小型化红外光声气体传感系统

研制了一种高灵敏度小型化红外光声气体传感系统.该系统检测灵敏度高,对乙烯气体体积分数的检测限达到20×10-9以下.对光声信号和检测相位之间的关系进行了详细的研究,分析了光声信号中峰值相位变化的因素.结果表明:在固定相位延迟下利用锁相放大器检测光声信号可以获得比较高的灵敏度.同时根据对光声信号和相位延迟关系的研究,提出...     

光声光谱法探测微量气体

介绍光声光谱气体传感器的发展及应用意义,根据气体光声效应讨论了光声气体传感器的工作原理,详细分析了多种不同结构传感器的原理及优缺点.重点讨论了常用一维管状光声腔体的光声理论,并给出了数学模拟模型.根据国内外的研究现状,分析了光声气体探测系统的重难点以及可能的解决方法,并讨论了光声传感向MEMS方向发展的原因及意义.     

火灾烟气中CO和烟颗粒的光声复合探测方法

利用气体滤波光声技术和光散射原理测量早期火灾烟气中CO和烟颗粒浓度的方法和系统.分别采用两个气体滤波光声腔的作为CO测量光声腔和烟雾参比光声腔,在光源和光声腔之间建立火灾烟气的测量路径,记录其进入该路径后光声信号强度的变化,通过两个滤波波长上CO吸收和烟颗粒消光的相关处理,同时得到CO浓度和烟雾浓度.     

MEMS光声气体传感器光声腔的研究

光声气体传感器在微量气体探测方面具有许多优势,光声气体传感器的MEMS化可降低成本,提高传感器性能,具有重要的实际意义.依据光声传感器的原理,结合MEMS加工技术,研究制作了一种光声腔,同时,进行了一定的理论模拟,为实现光声气体传感器的MEMS化打下重要基础.     

非共振光声CO_2气体检测系统

非共振光声红外气体检测系统结构简单、成本低,有很好的应用前景。设计和制备了基于MEMS电调制光源、驻极体麦克风和单腔室及双腔室非共振光声探测器的气体检测系统。根据系统的频率响应特性选择了最佳的光源调制频率,并对不同体积分数的CO2气体进行了测试。相对于传统的单腔室结构,设计的双腔室结构有效提高了系统的响应信号幅值,并降低了气体检测限,单腔室系统的检测限约为7.2×10-6,双腔室系统的检测限约为2.1×10-6。     

煤矿瓦斯气体的光声光谱检测研究

煤矿瓦斯(CH4)是一种可用于诊断煤矿安全生产的特征气体。光声光谱技术是一种新型的气体检测技术,具有选择性好、灵敏度高、动态监测范围大、不消耗被测气体等优点,能很好地应用到CH4气体的在线监测。基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种用以检测CH4的光声光谱装置,利用该装置研究了气体光声信号与CH4浓度、温度、斩波频率、激光功率、背景气体、以及压强之间的关系,并测得甲烷在2ν3带的R(3)支的光声光谱。     

基于光声光谱的变压器油中溶解气体监测系统

油中溶解气体分析技术可有效发现变压器的潜在故障,设计的基于气体光声光谱检测原理的变压器油中溶解气体检测系统,可对溶解于变压器绝缘油中的CO和CO2的体积分数进行检测.系统采用红外光源,窄带滤光片,小体积非共振式光声池与驻极体麦克风进行测量,其中斩波器的调制频率为15Hz,其对CO体积分数测量的极限灵敏度为3 ×10-6,对CO2的体积分数测量的极限灵敏度为10×10-6.该系统在满足变压器油中溶解气体分析与判断导则的同时,拓展了变压器油中溶解气体的测量手段,对维护变压器安全运行具有积极意义.     

矿井CH4和煤尘的光声复合检测方法研究

煤矿瓦斯（CH4）爆炸常常与煤尘爆炸相互伴随发生,以往CH4和煤尘的浓度都是分开检测,不利于煤矿瓦斯煤尘爆炸的准确预测。本文利用气体滤波光声技术和光散射原理对矿井气体中CH4和煤尘质量浓度进行复合测量。分别采用两个气体滤波光声腔作为CH4测量光声腔和煤尘参比光声腔（CO测量光声腔）,在光源和光声腔之间建立CH4和煤尘的测量腔,记录其进入该测量腔后光声信号强度的变化,通过对两个滤波波长上CH4吸收和煤尘颗粒消光的相关处理,同时得到CH4浓度和煤尘质量浓度。实验数据表明,光声复合检测方法可以对CH4和煤尘质量浓度进行准确检测,准确度达到10-4数量级。     

一种低温光声光谱检测系统

报道了一种可工作在液氮温度下的低温光声光谱检测系统。本系统以大功率氙灯与单色仪联用作为光源,采用光纤导入技术和双腔结构,优化的光声池设计和专门设计的系统控制软件,实现了300～800nm的扫描范围,1 nm的分辨率。实验检测室温和液氮温度下碳黑的光声光谱,结果表明本系统在低温下具有较灵敏的响应特性。     

基于光声光谱技术的变压器故障在线监测系统设计

长期运行中和发生故障后的油浸电力变压器其绝缘油及有机绝缘材料会分解出一些对判断故障类型甚至故障部位有价值的气体,分析变压器油中溶解的这些气体是判断电力变压器早期潜伏性故障有效的措施之一,针对传统的变压器油中故障气体气相色谱分析存在的问题,提出利用光声光谱技术设计变压器油中故障特征气体的在线监测系统,实现变压器的真正在线实时监测及故障诊断,对系统设计中的几项关键技术采用了新方法,为变压器故障的在线监测实现了技术创新。     

新型光学谐振腔甲烷传感器的研究

基于甲烷气体光谱吸收的原理,设计了一种高精度双波长单光路检测甲烷气体体积分数的检测系统,该系统用多次再入射光学谐振腔作为甲烷气体吸收腔,入射光线在气体吸收腔内的多次反射增加了与甲烷气体发生吸收作用的光程长度,极大地提高了检测精度,而且由于光点的分散分布特性,使该系统又具有很好的散热性,不会引起热量的累积,有利于甲烷气体...