基于TDLAS的二氧化碳检测技术综述

精确检测CO_(2)气体浓度、控制CO_(2)气体排放是治理大气温室效应过程中最重要的部分。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)因具有高灵敏度和高可靠性的特点,广泛应用于在线监测、微量气体检测等方面。分析了TDLAS测量气体浓度的基本原理,重点介绍了直接吸收法和波长调制法并比较了两种方法的优缺点,随后介绍了近几十年来国内外应用TDLAS技术在气体检测方面取得的研究进展。最后总结了基于TDLAS的二氧化碳气体检测技术,并对其未来应用进行了展望。     

基于TDLAS甲烷遥测的数字锁相电路设计

针对以往甲烷测量系统体积庞大、探测距离较近的缺点,提出了基于分布式反馈激光器(DFB)的天然气运输管道安全检测方法及电路设计。重点对基于现场可编程门阵列(FPGA)的正交数字锁相放大器进行设计以及分布式反馈激光器驱动电路和温控电路进行改进设计,并对FPGA核心控制电路、激光器驱动电路以及温控电路进行理论研究与实验验证。采用一次谐波和二次谐波比值计算激光路径中的气体浓度。实验结果表明:系统的最低探测浓度达到20×10~(-6),探测距离达到40 m,实现系统远距离、高精度探测。     

基于TDLAS的火力发电厂锅炉燃烧CO浓度检测系统设计与应用

为提升火力发电厂锅炉燃烧效率,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和长调制光谱检测技术,设计锅炉炉膛燃烧CO在线检测系统,同时对系统误差进行了计算分析。结果表明：通过锁相放大器对探测到的激光信号进行调解,可以减小噪声对检测精度的影响;造成检测系统误差的主要因素包括初始激光强度、吸收光程、温度、二次谐波峰值、压强和调制电流幅度等6项,且误差分配结果依次为0.1 mW、4 mm、1 K、2 mV、0.05 atm和0.02 mA;通过蒙特卡洛方法对误差分配结果进行验证,结果显示系统极限误差仅为0.023%,满足检测精度要求;基于误差分析和分配结果,搭建实验平台,对10组浓度为2.5%的CO气体进行了检测,结果表明：CO浓度检测绝对误差为-0.01%～0.01%,均远小于0.025%的误差要求,表明本系统具备较高的检测精度。     

基于TDLAS的矿用激光一氧化碳传感器的设计

目前煤矿普遍采用基于电化学测量原理的一氧化碳检测装置,为解决其在实际应用中存在的测量精度低、标校周期短、探头寿命短、易受背景气体干扰产生误报警等问题,文章设计了一种基于TDLAS的矿用激光一氧化碳检测系统;该系统采用更低功耗的垂直腔面发射激光器(VCSEL)替代DFB激光器,以ARM和FPGA为核心,实现了一氧化碳的实时准确测量;测试结果表明,该传感器的基本误差不大于测量值的2％,响应时间小于15 s,可靠性高,能有效解决电化学原理检测装置现存的问题,对提升煤矿安全监测的可靠性,减轻设备运维的工作量具有重要的现实意义.     

TDLAS技术温度测量的不确定度分析方法研究

随着可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术在工业测量与科学研究领域的广泛应用,对其测量结果的质量进行量化评定已成为迫切需要。以一套已集成的TDLAS测温系统为例,根据最新国家标准,基于不确定度传播律,理论分析了影响测温结果测量不确定度的因素,给出了评定TDLAS测温系统在线测量结果不确定度的一般方法。分析表明TDLAS系统测温结果的测量不确定度随所测温度值的变化而变化,并受所选谱线参数、吸收信号信噪比、系统响应情况等条件的影响。理论推导了针对测温系统的不确定度评定公式,结果表明对特定测温范围与测温系统,需对其进行温度标定,补偿系统误差。     

车载激光甲烷遥测系统的设计

为了解决传统燃气巡检设备检测效率低、检测距离近的问题,文章结合可调谐激光吸收光谱技术和地物的后向散射特性, 设计了一套车载激光甲烷遥测系统,并进行了模拟测试。测试表明,该系统对甲烷气体的最低检测限为5 umol/mol,可探测距离150米,体积分数为0.1%的甲烷气体泄漏,并能在车速为50km/h行驶时,检测到燃气泄漏点,检测距离远、响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强,很好的满足实际探测需要。通过燃气公司实际应用表明,该系统极大地提高了燃气巡检效率,减少燃气巡检周期,非常适合长输管线的快速巡检,实用性强。     

基于TDLAS的汽车尾气测量系统

设计和构建了一个基于近红外可调谐激光二极管吸收光谱学技术的汽车尾气测量系统。在1583.69nm波段附近测量CO和CO2的吸收光谱,获得CO、CO2的动态浓度用于汽车尾气控制研究。描述了相关的电子系统和光路系统,特别对开放光路气室和自平衡光电接收器作了详细分析。还设计了基于DSP的数字FIR滤波器和数字锁定放大器以降低系统的白噪音和获得更高的灵敏度。     

基于TDLAS的CO和CO2便携式遥测仪设计

本文介绍一基于TDLAS技术的便携式CO和CO2遥测仪的设计.对该遥测仪的工作原理,系统设计与嵌入式软硬件实现作了较详细的分析.利用地面等作反射物获取数据,以及波谱调频二次谐波检测技术达到高速高精度的检测.     

民用机载软件集成过程的技术研究

民用机载软件的研制以DO-178B标准为指导.与传统的软件工程相比,DO-178B标准更面向目标和过程.该标准为各个等级的软件提出了相对应的目标,申请者需要向局方提供证据以表明研制的软件满足适航目标.软件的编码和集成过程,该标准要求集成过程的输出是正确和完整的.但该标准中并没有提出如何满足这个目标.本文通过无线电调谐软件对软件编码和集成过程以及对软件编译和链接过程的研究,提出一种方式来满足DO-178B标准的这一目标.     

基于面向对象技术的机载武器管理系统仿真

基于机载武器管理系统的基本工作原理和应用软件工程中面向对象的思想方法、模块化建模理论,对机载武器管理系统仿真技术进行了深入研究。设计了机载武器管理系统仿真实现总体方案,提出了仿真软件开发的主要技术途径和工程实现手段。结果表明,仿真系统不仅能很好地管理和控制各型武器,而且还具有开放性、融合性、可持续性。     

天气预报有限差分格点模式并行计算研究

有限差分格点模式是目前广泛采用的中尺度数值天气预报模式之一。本文分析了有限差分格点模式典型代表MM5并行计算的特点,对其多重网格嵌套、数据划分、通信、优化等做了深入研究,最后给出了MM5模式在银河巨型计算机上的测试结果。     

Android智能手机天气预报系统设计及实现

在分析讨论Android应用系统设计原理的基础上,提出了Android智能手机天气实况预报系统用户界面以及获取并解析城市列表数据的设计方法,给出了在用户界面上呈现列表数据的设计过程,实现了一个简单的Android智能手机城市天气实况预报系统.系统在模拟器上通过调试并正常运行.     

基于拉曼激光雷达的大气水汽监测系统设计

针对当前大气水汽监测系统数据处理时间长,监测准确率低的问题,设计了基于拉曼激光雷达的大气水汽监测系统;采用激光发射器,将纳米棒放置在发射器内部的绝缘硅层上,连接原子级光滑银,产生共振磁场发射激光,确保发射频率稳定性,利用光电接收器,接收发射并折返激光波,监测大气水汽并记录相关数据,运用信号处理器,由分光器件获取并交由光电倍增管缓存实时数据,完成系统硬件设计;通过拉曼激光雷达技术,采集大气水汽信号,探测大气中散射光子数和回波光干数,根据监测数据,计算大气水汽的信噪比,推导出大气中水汽占比,完成系统软件设计,实现大气水汽实时监测;实验结果表明,基于拉曼激光雷达的大气水汽监测系统的数据处理时间为21.6 s,监测准确率可高达91%,能够有效缩短数据处理时间,提高监测准确率。     

一种用于机场气象预测的模糊神经网络模型

针对民用机场多因素气象预测问题的复杂性,该文构建出一种基于粗糙集的模糊神经网络模型。采用粗糙集理论约简属性,挖掘潜在规则,在此基础上建立模糊神经网络模型,并根据规则的统计性质和离散化结果初始化网络参数,采用BP算法训练网络。实例验证,该模型在收敛速度与预测精度上优于传统的神经网络模型。     

基于排队机制下多代理的资源分配冲突处理

针对多项目共享的短期资源分配冲突问题,不同于绝大多数基于市场的机制利用均衡概念和资源冲突的重复调整,提出一个新的市场机制,称为优先权费用排队,它将受限制的单个本地资源以最理想的方式进行分配,有效解决了企业资源分配冲突问题。由于这种组织的动态和分布式特性,使用此方法可以获得更高的灵活性、可评估性和适应性。     

福建省GPS水汽反演系统建设及其应用分析

文章介绍了福建省水汽反演系统项目建设情况,因福建省GPS气象监测网涉及到跨部门数据传输,同时介绍了构建数据传输、处理、监控的硬件和网络环境。本文最后通过两种方法对比分析了水汽反演系统在2011年9月福建暴雨过程中的应用,表明该系统在降水预报中可以提供参考作用。     

煤矿涌水量的灰色RBF网络预测模型

为了达到准确、快速预测煤矿涌水量的目的,实现煤矿井下可靠、节能自动排水的需要,首先采用1-AGO对数据进行处理,得到规律性较强的累加数据,建立灰色预测模型,再利用径向基(RBF)神经网络对灰色预测模型结果进行预测,以作为其最终的预测值;利用某矿-600m工作面年均涌水量的历史数据进行建模,实验结果表明,灰色RBF模型在预测精度方面优于单一的灰色模型;其模型计算简便,减弱了数据的随机性及模型误差,提高了煤矿涌水量的预测精度。     

县级气象台站在新形势下如何提高气象观测质量

基本上地面观测所有气象要素都实现了自动观测和自动发报,2014-03-01起,江西气象局观测网络处开始全面考核24 h每小时正点常规要素上传数据质量。设备故障是影响我局业务质量最主要的因素,其中,雷击损坏设备和电源故障占的比例最大。为能在新的业务考核制度下使各项指标达到国家局和省局的要求,以定南气象局综合业务室最近一年以来业务运行存在的问题为例,对影响定南气象局业务质量的几个关键因素进行了深入分析,并提出了相应的解决方案。     

地面气象测报工作常见问题及应急对策

自动站投入使用后,有效地提高了观测时效和观测数据的精确度,减少了观测人员的工作量,为气象观测提供了可靠的依据。根据地面气象观测中应该注意的几点事项,分析了工作中常遇见的几种问题和解决办法,并提出了提高工作质量的一些建议,仅供参考。