可调谐激光遥测甲烷浓度的研究

介绍了1种基于光谱吸收技术实现遥测矿井瓦斯浓度的测量系统.方案主要采用了波长调制光谱技术和二次谐波检测技术.通过理论分析,激光的中心波长设定为1 654 nm,把激光频率锁定在甲烷气体的强吸收带,发射的激光透射过被测气体区域,经目标物体反射至透镜,然后由系统接收.为了克服激光光强受背景气体、粉尘等因素所造成的衰减,以至...     

可调谐半导体激光吸收光谱甲烷浓度监测系统

以中心波长为1 650 nm的激光光源作为探测光源,并结合波长调制光谱以及谐波探测技术,设计了一套基于TDLAS(可调谐二极管激光吸收光谱)技术的CH4气体浓度探测系统.结合长光程测量池,以浓度为99.999%的高纯N2为背景气体,对8种浓度的CH4气体进行了测量,利用配置的101×10-6 CH4气体对系统进行了稳定...     

铁磁材料表面敷盖物厚度无损测量

材料表面附着层对材料起着良好的装饰和保护作用,其厚度和光洁度将至关重要如何在毫无损坏的情况下,对附着层进行测量,为进一步实现自动化控制提供有效数据。就是关键。文中在实验的基础上提出测量铁磁材料表面附着层厚度的易行装置。实验表明,该装置测量分辨率可达几个微米,测量范围可达几百微米,其最大特点是简单,快捷,体积小,价格低,而且对周围环境要求低,各种场合下均能进行。     

多波长频分复用人体成分检测系统的研究

在人体成分光谱检测研究中,多个波长吸收信号的高信噪比检测是保证待测成分浓度建模预测精度的关键。基于激光二极管调制与数字锁相技术,搭建了多波长频分复用同步测量系统,实现了多个波长吸收信号同步、快速、高信噪比检测。测量系统包括激光器调制单元、人机测量接口、光电信号检测与数字锁相处理等部分。将多个波长光源以不同频率的正弦信号进行调制,通过人机测量接口及光电信号检测单元得到样品的漫反射光谱。信号处理部分基于数字正交锁相原理,利用Lab VIEW软件设计了数字移相、相敏检测与低通滤波等模块,实现了不同频率信号的同步高信噪比检测。系统具有信噪比高、测量速度快、稳定性好、集成度高等优点,为小型化人体成分光谱测量装置的设计提供了参考。     

利用紫外 LED 光源测量 SO2气体浓度

采用LED作为探测光源,可以进一步降低SO2检测设备的成本,增加其使用寿命。以中心波长为300 nm的紫外LED为光源,基于SO2的吸收光谱特性,建立了光学吸收参量与SO2浓度之间的理论模型。试验表明,采用新的数据处理方法进行SO2气体浓度评价,可以显著降低光源及探测器电子噪声对测量结果的影响,当信噪比等于2时其检测限可达0.2μL/L,通过长时间的浓度测量验证了该检测方法的稳定性及精确性。     

多光路光散射扬尘检测方法研究

针对传统扬尘传感器在测量方法中测量精度低、长期户外测量精度保持性差的不足,在Mie光散射原理基础上,研究了一种多光路扬尘检测方法,设计了一套面向建筑工地扬尘检测的光学扬尘浓度测量系统。介绍了扬尘监测系统的光学测量原理,研究了新方法中光通量和离子浓度计算方法,并对检测系统参数进行了优化分析。设计了多光路激光扬尘检测系统,分析了光透过率与粉尘层厚度之间关系。对所设计系统以国控点数据为基础进行了对比实验,实验结果表明新方法相对国控点数值最大偏差8.5%,较PPD4NS检测精度明显提高。     

三角法激光位移传感器的参数优化设计与分析

根据激光三角位移传感器的工作原理,分析了入射激光与光轴夹角θ,CCD与光轴夹角φ,物方截距d0,焦距f等光学参数之间的约束关系,进而由粒子群优化算法(PSO)研究约束下的激光位移传感器光学部分的测量精度问题,得出光学参数对光学部分分辨率的影响规律.结果表明:在光学透镜和工作范围确定后,θ和φ越小,测量精度越高.其中,θ和φ合适的取值范围分别为30 ～60和30 ～50,d0则由PSO计算得到.依据该优化方法以及分析,对测量范围为±3.5 mm的实验系统进行参数优化,结果提高了实验系统光学部分的分辨率,同时改善了测量的线性度.     

光参量振荡器激发的光激电流测量系统

为了研究有效的光激电流测量系统,分析光激电流测试原理和测量系统中对激发光源的要求.根据光参量振荡器的原理实现波长可调的激光激发光源,其输出激光波长可在210～420nm范围内连续变化,并且光脉冲平均能量为2.3mJ.以这一激发光源为基础建立了光激电流测量系统,利用该系统对聚酰亚胺/无机纳米复合材料薄膜进行光激电流谱测量.通过比较连续2次测量结果中电流峰的位置和强度关系,证明了系统测量结果的有效性.并且测得在该材料中具有3.88eV、3.61eV和3.38eV 3种类型的深电荷陷阱.实验结果表明,该系统可以有效地完成光激电流谱的测试,并且能够获得电介质材料中的深电荷陷阱参数,为电介质材料理论和应用的深入研究提供可靠的实验依据.     

变光程透射式浊度仪的研究

针对传统透射式浊度检测仪在较低浊度范围测量精度不高的特点,提出一种变光程透射式测量方法,消除对透射光测量的干扰因素,基于此方法设计了一种新型变光程透射式浊度仪,介绍了仪器的工作原理和传感器结构,简化了浊度传感器的光路结构设计,降低了浊度传感器的体积和成本。该系统以STM32单片机为核心,进行电路控制和信号处理,抗干扰能力强。根据ISO7027标准配置浊度标准溶液并进行相关实验,验证自制仪器的可靠性稳定性,在低浊度测量范围提升了透射式浊度仪的测量精度。     

可调谐激光吸收光谱技术应用于高温环境下CO的测量

基于可调谐二极管激光吸收谱线(TDLAS)技术和波长调制技术(WMS),选用2 302.12nm处的吸收谱线,在1 000K高温环境下对CO浓度进行测量。结果表明:直接测量法最大误差小于5%;WMS技术测量最大误差小于3%,单位光程的最小探测极限可达20×10-6,两种方法的拟合曲线系数均大于0.99。其中,WMS方法可有效地抑制低频噪音,提高系统的灵敏度,测量值更接近于实际值。