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。     

SF6气体检测技术的研究进展及发展趋势

针对高压设备SF_6气体泄漏检测问题,介绍了SF_6气体泄漏产生的危害。根据SF_6气体检漏技术的研究进展,可把SF_6气体泄漏检测技术分为非光学检测和光学检测两大类。对气体浓度监测技术、真空负离子捕获技术、紫外电离技术和负电晕放电技术等非光学检测技术进行简要的概述,同时对激光成像技术、红外吸收光谱技术和光声光谱技术等光学检测技术进行了重点阐述,并对比分析了各种技术的优缺点,提出了SF_6气体检漏仪的未来发展趋势。     

基于半导体激光器的乙炔气体光声光谱检测及其定量分析

油中溶解乙炔是变压器等油浸式电气设备早期放电性故障的重要特征气体。基于半导体激光器的光声光谱传感技术具有灵敏度高,选择性好等优点,能很好地应用于微弱气体检测中。论文构建了基于分布反馈半导体激光器光声光谱检测装置,并分析了光声池的特性参数;实验研究了光声信号与激光功率、乙炔气体浓度之间的关系;并借助激光器的波长调制特性,研究了乙炔分子在近红外区第一泛音带1.5μm附近的光声光谱;提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法。理论和实验结果为乙炔的光声光谱在线检测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

痕量N2O气体检测系统的设计与实现

建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0～1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09 X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。     

基于谐波检测技术的多点光纤乙炔气体传感器

基于乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种以DFB LD为光源的高灵敏度光谱吸收型乙炔气体多点检测系统.采用光源调制实现气体浓度的谐波检测,利用二次谐波与一次谐波的比值来消除光路干扰.采用空分复用技术实现多点气体浓度的检测,使多个传感器共用一个光源,降低了成本.建立了谐波检测的数学模型,给出了乙炔气体的测量结果.测试结果表明:系统灵敏度和稳定性高,重复性好,适应性强.     

基于光谱吸收的光纤气体传感器光源波长稳定控制技术

采用具有高精度电流注入模块和温度控制模块的分布反馈式半导体激光二极管作为光纤气体传感器的光源,基于气体吸收和谐波检测理论,分析了当光源输出光谱中心波长位于气体分子吸收峰不同位置时,所产生的谐波具有不同的特征.通过时这些特征进行检测并反馈给光源的温度控制模块,可以稳定光源的输出波长,使其与气体分子吸收峰对齐,从而提高测量性能.试验表明该方法对于波长稳定有很好的控制效果.     

基于3D成像和激光轮廓传感技术的共享汽车非事故损伤检测系统设计与应用

继共享打车、共享单车后,节能环保的共享汽车应运而生。在拥有便利性的同时,共享汽车在自助归还模式下如发生非事故损伤,因无法正确得到车辆实时信息,将导致无法或错误追责等后果。鉴于此,设计了共享汽车非事故损伤检测系统,通过激光轮廓传感器和高清摄像头测量得到汽车轮廓、车漆及内饰的图像信息,基于整体与局部的图像对比识别技术判断车辆是否存在损坏。该系统可代替人工检测,解决人工检测还车花费时长的问题,简化还车步骤,并提高准确度、节省时间,以适应快节奏的社会现状。     

基于虚拟仪器和激光技术的气体浓度检测

本文针对目前用光电技术检测气体浓度存在精度较低、可靠性较差等问题,提出了一套新的光电检测气体浓度的方案.该方案基于迈克尔逊干涉仪在不同的气体中光程差的不同,会导致干涉条纹的移动和强度的变化的原理,采用激光双光路干涉法其中一路干涉光参考,一路光测量,通过两路干涉条纹的比较,消除系统误差和外界环境干扰,提高测量精度.实验利用UNIQ UM201的CCD和PCI总线的图像采集卡在LabVIEW环境下采集干涉条纹,并对采集到的图像进行数据处理,在外界微弱的变化下,图像发生改变,该实验方案有很高的灵敏度和响应速度.     

基于ARM的光谱检测系统的设计

设计了一种便携式的光谱检测系统.该系统采用线阵CCD作为光电转换器件.它以基于ARM架构的5X2410为核心,在其上移植了嵌入式Linux操作系统,开发了Linux下A/D 转换驱动程序,并利用Qt/Embedded开发了人机界面.实际应用表明:该系统能够实现光信号的采集处理以及光语图的绘制.人机界面友好、操作简单、功...     

基于LabVIEW的音频检测系统设计

利用LabVIEW图形化开发软件,提出了一种音频信号检测系统设计方案。首先利用麦克风采集被测对象产生的音频信号,再通过计算机的声卡转换为数字信号,最后由自制音频检测虚拟仪器实现音频信号的时域分析、频域分析及数据存储等功能。该系统对木琴的金属音条进行了测试,由木槌击打音条来产生脉冲激振,响应信号被系统采集分析,进而得出每根金属音条的固有频率、内耗两项参数。     

基于激光的裙装自动裁边系统设计

为了实现丝绸裙装下摆修边和裁剪工序的自动化,提出了一种利用激光自动裁边的新方法。采用具有丰富外设资源的嵌入式微处理器LM3S615,完成了裙装立体裁边系统控制器的硬件设计,配合软件设计,实现了利用激光器自动裁边精确度更高、效率更高的目标。样机实验结果表明,该激光自动裁边系统具有良好的工作性能。     

基于嵌入式系统的激光粒度仪电路设计

激光粒度仪是一种应用广泛的颗粒测量仪器.文中提出采用DSP和ARM嵌入式系统的设计方案,取代传统激光粒度仪所采用的数据采集卡,PC机,意在实现激光粒度仪的小型化,低成本.阐述了粒度仪数据采集系统的硬件组成,工作原理,电路的设计.设计提高了粒度仪的抗干扰能力和测量精度.     

基于激光雷达的托盘位姿识别算法及验证

托盘拾取是自动化仓储的重要环节之一,为提高叉车的托盘拾取能力,提出一种基于2-D激光雷达的托盘探测算法,实现托盘位置和姿态的识别。建立了托盘探测模型,确立了算法有效探测范围与激光点数量(分布于托盘支架正面)、托盘支架宽度和激光雷达分辨率的函数关系;通过改进的增量式直线提取算法,获取托盘姿态;根据托盘姿态,建立动态模板,以滑动窗口模式进行匹配,获取托盘位置。结果表明,有效探测范围,随激光点数量减小扩大,随托盘宽度增加而扩大,随分辨率增加而扩大;当激光扫描仪分辨率为0.33°,托盘支架宽度为90 mm时,实际探测范围符合托盘探测模型计算,x轴方向定位误差为±60 mm,y轴方向定位误差为±59 mm,托盘角度探测误差为±6°。本算法实现托盘位姿可靠识别,明确探测范围,为提高智能仓储装备拾取作业能力提供理论基础。     

血氧含量和血流量变化光纤检测系统的研制

提出了一种利用内耳血氧含量及血流量变化作为检测参数的测量系统.在波长分别为660 nm和810 nm处,利用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对近红外光的吸光系数不同的原理,依据朗伯-比尔定律推导出适于测量血氧含量及血流量变化的工程公式,设计的传感器实现了测量内耳组织血氧饱和度和血流量变化两种人体生理信号的采集和转换.该系统通过输送数据到PC机,实时反映二者的关系,实验结果表明,在20%～100%血氧饱和度范围内,测量精度为3%,从而为人体眩晕判断提供了较有力的理论依据.     

微弱信号的混沌检测系统设计

以混沌系统的参数敏感性和符号动力学为基础，设计了一个微弱信号检测装置，研究了相应的电路实现方法，给出了单元电路分析和实验结果，结果表明利用混沌实现弱信号检测的可行性。     

基于单片机的多功能控制系统的设计

本文利用MCS-51系列单片机开发出了一套多功能控制系统。并给出了硬件电路设计原理圈以及软件编程思路．     

基于超精密加工激光轮廓仪的数据采集系统的设计

介绍了一种基于超精密加工激光轮廓仪的高速数据采集系统的设计方法,主要讨论了数据采集系统的硬件电路设计和后期虚拟示波器的软件设计,对采集卡的原理设计、PCI接口设计和虚拟示波器程序设计等方面进行了研究,实现了高速激光轮廓仪的在线实时监测。FPGA选用Altera公司CycloneⅢ系列的EP3C55F484C8芯片,采用Altera公司的PCI MegaCore来设计PCI接口,实现与PC机的数据传输。后期虚拟示波器的设计采用Visual Studio的C#进行设计。本采集系统具有高速、低成本、高精度、实时监测等特点,并且采样频率和采样点数可以灵活设置。     

以SOPC为基的激光测距系统的设计与实现

介绍了一种以可编程片上系统(SOPC)技术为基的高精度激光测距系统的实现方法,以SOPC作为激光测距系统的信号处理和控制的核心,该系统能够在一次测量中对同一方向上多个目标进行高精度测距。系统设计方法是基于一种系统级电路,通过QuartusⅡ开发工具和SOPC Builder子系统实现对此系统的定制。通过系统内部32位定时器实现多个回波的捕获。与传统的测距系统相比具有可同时完成多目标测量、高速数据采集、实时数据传输、集成度高、可靠性强,以及测量误差小的优点,是一种应用很好的激光测距系统。