基于光纤环形衰荡腔的甲烷传感研究

提出一种基于腔衰荡光谱技术的新型光纤甲烷传感方法,与传统的甲烷传感方式相比,它可以通过测量信号的相位移动来测量气体的浓度。实验中采用了环形的光纤结构,避免了小型渐变折射率透镜构成的微型气室产生的二次噪声,提高了系统的灵敏度。结果表明,该系统可以应用于低浓度气体的在线检测。     

用光腔衰荡法测量高反射率的实验研究

根据光腔衰荡光谱技术开展了测量镜片高反射率的研究,建立了测量实验装置。理论上给出了反射率测量的计算方法,在实验中测定了一对反射率相等的高反射腔镜的反射率,以及一块45°反射镜样品的反射率,并分析了影响光腔衰荡曲线的参数。     

浅析波长扫描光腔衰荡光谱技术

波长扫描腔衰荡光谱技术是一种新型的光谱检测方法,由于该技术具有吸收光程长,不受光源强度起伏影响的特点,因而受到国内外的广泛重视,已被应用于监测分子及原子体系。波长扫描光腔衰荡光谱技术在痕量元素监测分析中的应用,证明它完全可以在通用的原子吸收分光光度计上实现。它的主要用途是进行多元素分析。能够带来一些其它的扩展功能,是一种很有发展前途的新技术。     

一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测

本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术.将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布式反馈激光器对于二氧化碳气体分子6361.25 cm-1处超精细跃迁线的频率锁定.采用波...     

用光腔衰荡法测量高反射率的重复性测试

根据光腔衰荡光谱技术开展了测量镜片高反射率的研究,建立了测量实验装置,理论上给出了反射率测量的计算方法,在实验中测定了一对反射率相等的高反射腔镜的反射率,以及一块22.5°反射镜样品的反射率,所得反射率的标准偏差好于10-5。该仪器具有较高的实验重复性。     

基于光腔衰荡的反射率测量技术的研究

根据光腔衰荡原理开展了高反射率镜片反射率测量技术的研究。理论上给出了直型腔和折叠腔的反射率计算方法,构建了测量高反镜反射率的实验系统。实验结果表明系统结构简单,易调节,可以测量任意角度的反射率,测量结果精确,可满足高反镜片的各种测量要求。     

高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究

根据磁致伸缩效应和光纤腔衰荡技术设计了高灵敏度的磁场传感器。基于Jiles-Atherton模型、二次畴转模型和光纤衰荡技术波长解调原理,建立了磁场传感器的数学模型,模型反映了磁场-应变-光纤腔衰荡时间之间的耦合机制。对不同预应力作用下Terfenol-D棒的磁致伸缩输出应变、衰荡时间、系统灵敏度与磁场之间的变化规律进行了理论分析和仿真研究,结果表明,该传感器具有很高的灵敏度,可通过改变预应力实现不同量程范围内的磁场测量,研究可为发展新型的高灵敏度磁场传感器提供了理论指导。     

高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统

基于超窄线宽激光特性和光源波长扫描技术,构建了高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统。该系统采用超窄线宽可调谐半导体激光器作光源,使用两块高反射率平凹透镜组成的光学谐振腔作吸收池,通过扫描腔长使入射激光频率与谐振腔模式相匹配,利用激光失谐技术快速断开入射激光,从而实现对微量乙炔气体浓度的衰荡测量。利用腔增强吸收技术测得了激光衰荡时间和6 518.824 cm^-1附近的乙炔弱吸收光谱并进行了分析。结果表明,乙炔气体浓度线性相关系数优于0.999,最大相对误差小于2.5%,极限检测灵敏度为2×10^-6;逐次充入一定体积的乙炔气体,动态响应时间均小于10 s。该检测系统精确度好、灵敏度高,具有较好的动态响应特性,可用于电力变压器故障气体实时在线监测。     

基于衰荡腔技术的传感器设计与计算机分析

文中将痕量气体测量中衰荡腔技术引入到了SPR传感器中,提高了性能。理论上分析了衰荡腔光路及出射光强与衰荡腔扫描速度间的关系。分析发现:设计的新方法相对于直接测量SPR归一化光强的方法可以显著提高灵敏度,降低检出限。通过改变可调谐激光器的输入波长,并利用衰荡时间信号反馈调节可调掺铒光纤放大器放大,可以在保证灵敏度条件下追踪SPR吸收峰变化,因此兼具波长解调型SPR系统动态范围广,适应性强的优点。     

基于FPGA的电压信号采集卡研究

文中设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的模拟电压信号采集卡。采用锁相环产生2个频率65 MHz、相位相反的时钟,控制2片模数转化芯片交替工作,实现了130 Msps的等效采样率。采集频率为50 kHz、100 kHz、500 kHz和1 MHz的标准正弦信号,与示波器采集的数据比较,波形无失真。利用信号发生器产生10μs的指数衰减信号,采集卡和示波器采集的曲线重合,拟合得到的衰荡时间仅相差0.83%。该采集卡可用于小型化光腔衰荡光谱仪(CRDS)等装置的信号采集。     

积分腔输出光谱技术及其应用综述

积分腔输出光谱（ICOS）技术是最近几年迅速发展起来的一种高精细腔吸收光谱技术。在介绍了积分腔输出光谱技术原理的基础上,推导了ICOS技术用于检测痕量气体时的理论公式,介绍了在ICOS技术中使用的波长调制光谱技术。指出了ICOS技术在环境监测方面的优势,包括装置简单、有效吸收光程长、检出限低、测量精度高等,而且给出了影响ICOS探测灵敏度的因素。最后综述了ICOS技术在痕量气体监测中的应用,指出了ICOS技术的发展趋势。     

基于TDLAS的烟气中CO浓度混合取样式在线监测

燃煤锅炉烟气中不完全燃烧产物CO是燃烧效率监测的重要依据,其存在浓度高、波动剧烈、分布不均匀等特点,采用TDLAS技术中波长调制光谱结合稀释法对烟气中CO浓度进行了混合取样式在线监测。首先基于谐波理论推导出4次谐波与1次谐波免标法测量公式,其次对CO激光器频率调制和光强调制的相位差及电流调谐系数进行了标定,并采用标准气体结合直接吸收法对赫里奥特池光程进行了测量,然后在此基础上对浓度与谐波比值曲线进行了数值计算和实验验证。最后将该装置应用于燃煤电厂,将省煤器出口烟道分为6个区域,各区域安装一个稀释取样探头,在稀释取样过程由于降低了烟气露点无需做除水处理,6路经过稀释后的烟气混合后进入赫里奥特池后实现免标定高精度测量。该监测装置实现了连续稳定运行,运行中使用Testo350便携式分析仪与现场测量数据进行了对比,二者测量结果一致,误差小于1×10~(-6)。     

基于IEEE1451的网络化电缆温度实时监测装置

描述了在电力系统中采用光纤温度传感器进行测温的方法,并在此基础上介绍了一种基于IEEE1451的网络化传感器的基本特点,实现了通用网络接口设计方案.这种用于电力系统特殊条件下测温的网络化分布式电缆温度实时检测系统集光纤技术、现代传感器技术、网络技术和计算机测控技术于一体,实现现场测试数据实时在线监测.最后介绍了在某市电网桃苑变至船山变110 kV高压电缆温度监测工作地实际应用情况.试验结果说明该技术温度误差小、定位精度高、响应时间短、运行可靠且能实现距离大范围测温,可有效应用于电缆的温度在线监测,为电缆载流量的确定提供有效的参考数据,具有良好的应用前景.     

高速精密陶瓷球轴承的研制

通过对轴承结构、精度及使用工况的分析，制定了特殊的轴承加工工艺，采用新的测量理念，研制出适用于强磁环境、无后继润滑、高速运转工况下使用的低振动值、高精度的混合陶瓷球轴承。     

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.     

The manufacturing of ultrasonic gas flow meters

From their introduction, ultrasonic flow meters have received a rapid acceptance as being one of the favored measurement methods for high accuracy custody transfer applications in high-pressure gas transmission systems. There are many benefits when using ultrasonic technology; increased rangeability and capacity over conventional measurement technology with unparalleled accuracy are near the top of the list. But in many cases, even more important are the cost savings obtained due to the decrease in maintenance costs and savings in compressor fuel cost by the reduction of the pressure drop through the station. Key elements in the success of the ultrasonic technology are the manufacturing methods and procedures that result in tight tolerances in the geometry of the meter. Whereas the accuracy of the meter is mainly dependent on the quality of the geometry and accuracy of the time measurement, the stated performance of the meter can be guaranteed based on a dry calibration only; a practice identical to the widely accepted orifice measurement. The purpose of this paper is to focus on the influence of the manufacturing tolerances on the uncertainty of the measurement, the dry calibration procedure and the final comparison with the results obtained after wet calibrations.     

Measuring radial pressure distributions of piston rings based on partial-thin-walled cylinder

The measurement of radial pressure distribution of piston rings is very important for minimizing the wastages of lubricating oils and hence the lower gas emissions; for improving the friction status to reduce the gasoline consumption and for the reasonable heat transfer efficiency for the desired accuracy levels. For accurate and efficient measurement of radial pressure distribution of piston rings, a new PC based prototype instrument based on a partial-thin-walled cylinder sensor is designed and developed. The present paper describes the details of the measurement principle, hardware and software of this instrument. The measurement results thus obtained using the proposed instrument during experiments performed on a conical ring of diameter 110 mm and a drum ring of diameter 120 mm, are quite accurate, consistent and repeatable within the desired level of accuracy.     

基于物联网的高精度超声波气体流量监测系统设计

针对工业现场超声波流量计要求较高精度,简化现场布线,对安装现场进行监控预警又要远距离传输数据的需求,设计了一种基于物联网MQTT协议和ESP8266芯片的高精度超声波气体监控系统。使用DHT22测量温湿度、MQ-4测量甲烷浓度。为提高超声波流量计的精度,使用Z式探头安装法与MAX35104高精度气体测量芯片。采用STM32F103ZET6作为主控MCU,实现对外围电路的控制及数据处理。为实现远程控制与无线传输数据,采用ESP8266芯片通过网络传输数据。实验证明,该系统实现了测量现场的布线简化、危险环境监控和远程数据传输,可以进行气体流量测量,成本较低,可靠性高。     

A feasible process tomography and spectroscopy measurement system to determine carbon dioxide absorption

The present study has demonstrated that Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Electrical Impedance Tomography (EIT) are viable measurement techniques to be used in the measurement and monitoring of carbon dioxide absorption across the scales.EIS is able to provide information regarding the absorption of carbon dioxide gas on the molecular level hence can be used to search for the optimal system by studying the kinetics of the absorption process and measuring the solubility of carbon dioxide in different solvents of interest.EIT, however, is more suited to studying the absorption on the macro-scale of the process in terms of aspects such as homogeneity of absorption thus can be used to look at the design of the absorption columns themselves. In the present study the experiments were restricted to studying the absorption of carbon dioxide in water as it was found that the conductivity of industrially relevant solvents such as monoethanolamine was too high for use with the conventional EIT hardware.