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。     

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动态参数快速测量系统

本文基于MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK,建立了基于可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)同时快速检测CO、CO2浓度和温度系统的仿真模型.仿真模型能较准确、真实的模拟出所需信息.仿真的结果验证了基于TDLAS动态参数快速测量系统的正确性以及可行性.     

动态温度测量加速方法研究

提出了动态测试测量中提高传感器动态特性的外接加速电子补偿线路方法，并通过具体试验研究，验证了该方法的可行性。     

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。     

气敏法动态浓度测量中的预测技术探讨

用实验测量了气敏传感器（ＭＱ２１１型）在气体浓度阶跃作用下的响应和恢复特性，发现它们均可用超越函数模型近似，以此为基础，建立了气每法动态测量中的智能预测技术，结果与实验基本一致，从而解决了气敏法测探中的滞后现象，研究中还发现并建立了快速测定气敏感器响应时间和恢复单时间的新方法。     

一种基于“ 与非”逻辑数字化 测量气体浓度的新方法

简介了新型四与非逻辑运算阻容／脉冲转换技术的基本电路及工作原理；讨论了该电路用于气体浓度测量时的非线性修正、刻度方程线性化、测量灵敏度等实用技术问题。     

基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

氧气浓度和温度检测系统研究

针对现有煤矿火灾探测技术存在的响应时间长、精度低、可靠性差等问题,基于可调谐激光光谱吸收检测技术,设计了一套氧气浓度和温度检测系统,并在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明,在0~100.0%氧气浓度范围内,系统测量误差小于1%;在253~1 000K气体温度范围内,系统测量误差小于2%。     

基于TDLAS技术气体浓度测量的快速拟合方法

基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的气体浓度测量系统通常以吸收光谱的归一化二次谐波信号反演气体浓度。然而以常用的数字锁相技术提取归一化二次谐波信号的方法消耗资源多、计算量大。为简化计算量,一种基于广义级数展开快速拟合的方法被提出,首先测量激光器的入射平均光强,结合光强调制系数计算线型函数及其平方项的傅里叶展开系数,即可拟合出归一化二次谐波信号。构建了CO2气体吸收光谱检测实验,实验测试及仿真计算结果表明采用本文方法拟合的结果与通过数字锁相技术实测的信号之间最大相对误差仅为2‰,计算消耗的时间却远小于后者,简化了系统资源,有利于TDLAS技术气体浓度测量系统的小型化、数字化。     

温度、光照强度和CO2浓度对黄瓜叶片净光合速率的影响

通过温度、光照强度、CO2浓度不同处理组合,研究3因子对黄瓜叶片净光合速率的综合影响,从而筛选出促进日光温室黄瓜光合作用的7种最佳组合,分别为温度12℃时,光照强度100～400μmol·m-2·s-1,CO2浓度1000～1200μL·L-1;温度15℃时,光照强度200～600μmol·m-2·s-1,CO2浓度1200～1500μL·L-1;温度20℃时,光照强度400～800μmol·m-2·s-1,CO2浓度1500μL·L-1;温度25℃时,光照强度600～800μmol·m-2·s-1,CO2浓度1500μL·L-1;温度30℃时,光照强度600～1000μmol·m-2·s-1,CO2浓度1500μL·L-1;温度33℃时,光照强度800～1200μmol·m-2·s-1,CO2浓度300μL·L-1;温度35℃时,光照强度800～1200μmol·m-2·s-1,CO2浓度300μL·L-1.根据以上最适合环境因子组合,提出日光温室环境因子调节建议措施如下冬季清晨,温度提高到15℃,黄瓜叶片的净光合速率会明显提高;冬季光合适温时,可人工增施CO2浓度至1500μL·L-1来促进黄瓜净光合速率的提高.冬春季节温度较低,应尽量减少通风,保持较高的CO2浓度来促进黄瓜光合作用.     

基于SnO2 气体传感器对CO 的动态检测及原理

研究以单个SnO2传感器为敏感元件对CO进行动态检测;讨论了SnO2气体传感器动态检测方法的理论基础.结果表明,运用动态检测方法明显提高了SnO2传感器对CO的选择性,动态检测方法是建立在半导体电导率温度依赖特性基础上的.     

用于燃气温度测量的单激光器吸收光谱系统设计

可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)燃烧诊断技术利用双线方法可实现燃烧环境中温度的非接触和实时在线测量.针对1000 K～2500K典型碳氢燃料燃烧环境,基于HITRAN光谱数据库,对通信用分布反馈式半导体激光器工作波段(1.25μm～1.65 μm)内H20吸收谱线进行优选分析,发现7 153.748、7 154...     

基于卷积网络的双热电偶动态温度测量方法

为了提高动态温度测量的精度,提出了基于卷积网络的双热电偶动态温度测量方法.采用不同强度的高斯噪声,仿真获得两支时间常数互异的热电偶在高低温双温度源激励下的理论测量值.将理论测量值视为时间序列,采用卷积网络中的卷积神经网络和时间卷积网络对其进行建模,重建真实温度.计算结果表明,基于时间卷积网络的测量方法的均方根误差(RM...     

基于MSP430单片机的二氧化碳测量系统

介绍了以MSP430F169单片机为核心的的二氧化碳测量系统.实现二氧化碳浓度的显示,带有三线制4～20的电流输出,能用标准的MODBUS协议与上位机通讯,同时还有良好的人机交互界面.     

温度检测系统的非线性动态补偿研究

在温度测控系统中,对于温度传感器在测量时存在较大非线性动态偏移误差,提出基于参考模型的利用扩展卡尔曼滤波算法设计温度传感器的动态补偿的方法.用扩展卡尔曼滤波进行补偿器的参数辨识,从而得到比较精确的补偿器,因此温度传感器的动态偏移误差得到自动补偿.本文所设计的系统可以对温度进行有效的控制,且具有一定的鲁棒性和较好的响应速度.     

基于单片机的温度及烟雾浓度报警设计

针对实验室中可能出现的温度过高烟雾浓度过大的危险情况,设计了一种以AT89S52为核心的温度、烟雾浓度监测及报警控制装置。该系统可以实现对实验室的温度及烟雾浓度的监测和报警控制,当温度与烟雾浓度超过了预置的值之后,报警模块就会发生报警。