用以探测气体的微光学机电系统

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。     

小型化汽车尾气遥测光学装置

介绍一套基于差分吸收光谱技术(DOAS)的小型化汽车尾气遥测光学装置,其长、宽和高分别为16cm、8cm和6cm,重量约0.5kg,测量光程可达20m。利用DOAS技术结合偏最小二乘法实现汽车尾气中NO和1,3丁二烯同时定性与定量测量,检测下限分别为3ppm和0.5ppm。为验证该装置的系统性能,经长时间系统测量,NO及1,3丁二烯的相对误差均2%。基于DOAS技术的小型化汽车尾气遥测光学装置,具有体积小、测量精度高等优点,足够满足汽车尾气现场测量应用要求。     

机动车尾气遥测仪计量方法的研究

机动车排出的污染物会引起长距离的光度变化,目前的机动车尾气遥测仪正是通过遥测技术对上述光度变化进行测量,从而间接得出尾气中各种污染气体的参数。机动车尾气遥测仪不仅测试过程简单方便,而且测量的车型范围广,已经被国家环保相关部门广泛应用。基于此,本文首先简单的分析一下机动车尾气遥测仪的计量方法,随后给出机动车尾气遥测仪与排放气体测试仪在测量尾气时的异同。以此仅供相关人士进行交流与参考。     

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。     

关于汽车排放检测技术研究综述

当前时期,我国主要是利用在用车定期检查保养制度对国内机动车尾气排放进行控制,本文介绍了一种新型的汽车尾气排放检测技术,即简易工况法,它较国家目前检测尾气排放方法相比具有更高的科学性,并且其效率更高,可以实时模拟路况,清晰表现出尾气的污染指数。并对于这项技术的原理和特征作了充分研究,并对该项技术在我国未来机动车尾气排放治理方面提出了切实的建议。     

柴油发动机排放NH3快速在线监测系统的研究与应用

随着使用柴油发动机的机动车和轮船数量增长,尾气排放造成的环境污染压力越来越大。为了保证柴油发动机尾气排放满足要求,在柴油发动机推向市场前在实验室中对排放尾气含量进行测试验证和排放控制研究。NH_3是发动机尾气排放中需要重点关注的气体污染因子之一,本研究基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术和长光程多次反射技术,研发一种移动式快速实时监测柴油发动机排放尾气中NH_3含量的分析系统。通过实验室测试及现场与Industrie Automatisierung GmbH产品和AVL Emission Test Systems GmbH分割比对测试表明,采用1512.2nm吸收谱线能够满足发动机排放NH_3含量快速实时监测要求,响应时间≤10s,测量准确度≤±3%或±2μmol/mol。     

基于嵌入式系统的汽车尾气检测装置的设计

针对传统汽车尾气检测装置体积大、检测精度低以及实时性差等缺点,设计了一种基于ARM的小型化汽车尾气在线检测装置。该装置以ARM处理器为控制核心,利用非分光红外气体传感器以及NO_x气体传感器检测汽车尾气中的CO、CO_2、HC以及NO_x等气体的浓度,采用相应信号处理电路把传感器输出的电信号转换为与之对应的气体浓度值,并通过无线传输方式把检测结果发送到手持式监测设备上实时显示。实际测试结果表明,该尾气检测装置能有效检测汽车尾气中各种气体的成分,且分辨率达到0.02%,检测精度在3%范围内。     

基于掺镁周期极化铌酸锂晶体的内腔单共振连续可调谐光参量振荡器

为了用简单、紧凑的谐振腔获得稳定的激光输出,大的调谐范围和转换效率,设计了信号光单共振V型光学参量振荡(OPO)腔,采用内腔式抽运周期极化掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN)的光学参量振荡技术获得了连续中红外宽波段调谐激光的输出.用808 nm半导体激光抽运Nd:YVO4晶体产生的1 064 nm激光作为光参量振荡的基频光,通过V型腔灵活控制激光光斑并改变PPMgLN的极化周期和控制温度实现了2 249～3 706 nm中红外的连续宽波段调谐激光输出.在半导体激光抽运功率为10.5W,极化周期为29.98μm,控制温度为411 K的情况下获得了最高650 mW的中红外激光输出,对应的中心波长为3 466 nm,线宽为2.6 nm,具有较好的单色性.在7.5W的入射功率下,最高808 nm抽运光到闲频光的转化效率达7.73％,对应输出功率为580 mW.     

用于汽车尾气监测的新型气体浓度传感器系统

针对汽车尾气新的排放标准和检定方法的实施,设计了用于汽车尾气监测的热电堆传感器系统。采用导电不定型碳多层镀膜技术的电调制红外光源,使其调制频率最高可以达到100 Hz.对传统气室结构进行了优化设计,使气室与外支撑分离,降低了外界环境的影响。实现了当红外光照射到吸收窗时,在输出引脚上产生与入射光功率成正比的输出信号电压,-3 dB衰减频率大约为10 Hz.实验结果表明：该气体浓度传感器系统满足汽车尾气中CO、CO2、HC监测的要求。     

基于TDLAS技术的低浓度CO检测系统设计

采用光谱法进行低浓度CO(ppm量级)检测时,由于信号强度低,噪声强,很难真实有效的将信号将测出来。针对这一特点,设计了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的低浓度CO气体在线监测系统。该系统采用TDLAS技术,可以获得精细的CO吸收光谱信息,因此可以降低其他成分吸收的干扰。同时采用放大一滤波一再放大过程实现系统降噪,能够很好的获得低浓度CO的光吸收信息。经测试,该系统还具有较好的实时性、灵敏度和较高的准确性。