基于TDLAS技术气体浓度测量的温度修正方法

精确检测气体浓度在大气环境保护、工业生产控制、废气排放监测等领域有着迫切需求。可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)是实现气体浓度精确检测的重要方法,然而温度变化却为浓度精确测量带来较大误差,因而对检测结果进行温度修正是十分必要的。本文从理论角度出发,阐述了TDLAS技术检测气体浓度的温度影响机理,重点分析并归纳了基于TDLAS技术的气体浓度测量的温度影响修正方法,并展望了其发展趋势。     

采用LPC55S69的CO激光气体检测无线传输系统的研制

CO气体作为一种还原剂在工业冶金等场景中广泛应用,对于CO的检测在工业生产、大气监测、中毒预警中是十分重要的.TDLAS技术能够高效准确地检测特定气体浓度,基于TDLAS技术的CO气体检测相较于传统检测方法优势明显.本设计采用LPC55S69作为主控,VCSEL激光器作为核心光源实现TDLAS的CO气体检测.随着检测环...     

可调谐激光痕量气体检测中的数字滤波技术的优选

为改善可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统的检测性能,以浓度为50×10-6和17×10-6的H2S气体检测为例,根据TDLAS系统的噪声特征,选择了4种数字滤波技术并利用Visual C++软件分别编写了程序对二次谐波原始信号进行压噪和有效信号的提取。结果表明,采用非线性最小二乘法与数字平均滤波技术相结合,使系统理论检测极限由原来的30×10-6提高到了5×10-6量级;对于反演后气体的浓度信号则采用Kalman滤波进行再去噪,使信噪比提高了近8倍。比较结果表明,经过上述滤波处理,TDLAS系统的信噪比和检测极限性能有明显改善。本文的上述方法实际应用到我们的TDLAS在线工业排放气体的测量系统中,取得了良好的效果。     

可调谐激光吸收光谱技术监测燃烧中CO检测方法比较

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收谱线的吸收光谱,从而对待测气体进行定性或定量分析.TDLAS技术与开放式的多次反射池相结合,分别利用二次谐波探测方法和自平衡加波长调制的新型检测方法,测量了酒精喷灯火焰的CO浓度.测量结果表明,自平衡加波长调制的新型检测方法与二次谐波检测方法相比,不仅使检测限提高了16.3倍,还有效地消除了激光器、火焰的光强波动影响,可以应用在燃烧控制及喷焰气体CO浓度测量等多个领域.     

调谐二极管激光吸收层析成像技术研究进展

可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)技术凭借其结构简单、非接触等优势,成为气体检测领域的关键技术,应用于气体温度、浓度、压强等参数的检测,尤其是对痕量气体的检测。但是传统TDLAS系统只能测出路径上气体浓度的积分值,而不能得到气体参数的二维分布。调谐二极管激光吸收层析成像技术(TDLAT)技术结合了TDLAS技术和计算机断层扫描(CT)技术的优势特点,在对可调谐激光光谱吸收线进行分析、计算和拟合后,重构出气体二维分布,近些年来得到广泛的关注,成为发动机诊断等领域最具潜力的方法之一。本文综述了目前TDLAT的研究现状和主要成果,并对该技术的发展趋势进行了分析和预测。     

TDLAS氧气检测中谐波信号特性研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术是一种具有高灵敏、高分辨、快速响应等特点的气体检测技术,利用半导体激光器可调谐、窄线宽特性,通过检测气体的一条吸收线实现气体浓度的准确检测.阐述了基于波长调制TDLAS技术的氧气检测方法,选择DFB激光器作为光源,通过检测760 nm附近氧气分子的一条吸收线实现了氧气在线监测,主要分析了谐波信号的特性及系统的线性响应.     

基于激光吸收光谱多点瓦斯监测技术的研究

研究了可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术在煤矿多点瓦斯监测中的应用.分析讨论了基于光谱吸收原理的多点瓦斯实时监测系统的设计方案,TDLAS技术、分布式光纤传感技术和时分复用的信号检测技术相结合,实现多点气体浓度的光学传感.提出了在光路中嵌入标定池的方法来反演浓度.通过不同浓度的瓦斯气体对系统性能进行了测试,检测限低于60×10-6.研究表明系统方案可行,该技术具有实时、连续、非接触快速检测的特点,能够满足矿井瓦斯多点安全监测要求.关键诃: 激光吸收光谱;光纤传感技术;瓦斯;时分复用     

基于MATLAB洛伦兹线型非线性拟合算法实现

可调谐半导体吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、高分辨率和速度快等优点,已经在环境检测、工业过程检测等方面得到广泛应用.主要分析洛伦兹线型拟合,研究Levenberg-Marquardt算法的原理及实现步骤,基于Levenberg-Marquardt算法实现吸收谱线的洛伦兹线型拟合.对六组不同浓度的CO2标准气体进行浓度反演,反演浓度与实际浓度的相关系数达0.9928,表明洛伦兹线型拟合可以准确反演出气体的浓度,对TDLAS技术中浓度的反演具有实际的指导意义.     

用于TDLAS二氧化碳检测系统的光电探测电路设计

通过精确检测CO2气体浓度控制CO2气体排放是治理大气温室效应过程中最重要的部分,采用TDLAS技术构建的CO2气体检测系统稳定度高、精密性好,是一种新型的检气方法.设计了一种应用于TDLAS型CO2检测系统的光电转换模块,用于接收转换气体选频吸收后的激光信号.激光经过CO2气体选频吸收后被光电二极管接收,由TLV35...     

可调谐半导体激光吸收光谱学测量甲烷的研究

甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分,由于其易燃易爆的特性,瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产.可调谐半导体激光光谱(TDLAS)技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法.它具有灵敏度高、精度高、选择性强、响应快速等突出特点.波长调制光谱(WMS)技术是TDLAS技术中一种重要技术.利用WMS技术检测在大气压下、浓度从0.04%至10%的甲烷气体的二次谐波(2f)信号,并证明了在该浓度范围内2f信号幅值正比于甲烷的浓度,为工业中甲烷气体的浓度监测提供了一种新的检测方法,并为集成甲烷监测仪器提供了理论及实验的依据.     

Correlation of doping concentration,charge transport of host,and lifetime of thermally activated delayed fluorescent devices

Origin of doping concentration dependence of lifetime of thermally activated delayed fluorescent (TADF) devices was examined using a TADF emitter doped in a hole transport type and a bipolar host material. Lifetime of the hole transport type host based TADF device was increased according to doping concentration of TADF emitter, while that of the bipolar host based TADF device was decreased according to doping concentration of TADF emitter. The doping concentration dependence of the lifetime could be correlated with recombination zone of the emitting layer. Broad recombination zone at high doping concentration in the hole transport type host and at low doping concentration in the bipolar host was proposed as the main contributor of the doping concentration dependence of the lifetime.     

碲镉汞p—on—n光伏器件优化掺杂的理论计算

从理论上考虑了碲镉汞长波光电二极管的主要电流机制，并采用合适的参数对R0A进行了计算。结果表明，由于隧道电流的限制，对于一定的衬底浓度，选择p区掺杂的浓度不宜过大，反之亦然。计算得到了优化择杂浓度与衬底浓度的关系和相应的R0A值。     

半绝缘砷化镓中碳含量对热稳定性的影响

本文报导了LEC法半绝缘砷化镓单晶中含碳量对SI-GaAs热稳定性的影响。在800℃以上退火,发现当晶体中C含量大于1.5×10~(16)cm~(-3)时,SI-GaAs的热稳定性变差;而C含量小于5×10~(15)cm~(-3)时,通常表现出良好的热稳定性。     

InGaN∶Mg薄膜的电学特性研究

利用MOCVD生长了InGaN:Mg薄膜,研究了生长温度、掺Mg量对InGaN:Mg薄膜电学特性的影响。结果表明,空穴浓度随着生长温度的降低而升高。在相同的生长温度下,空穴浓度随掺Mg量的增加,先升高后降低。通过对这两个生长条件的优化,在760°C、CP2Mg与TMGa摩尔流量之比为2.2‰时制备出了空穴浓度高达2.4×1019cm-3的p-InGaN∶Mg薄膜。这对进一步提高GaN基电子器件与光电子器件的性能有重要意义。     

气溶胶质量浓度测量系统的设计与实现

为监测近地面气溶胶颗粒,设计了基于单粒子光散射法的气溶胶质量浓度测量系统。通过高速AD9656转换器与FPGA多通道采集卡对前端光学传感器输出信号进行采集,并由STM32微控制器结合分形反演模型完成气溶胶质量浓度的测定,测量结果通过无线模块传输至云端。实验表明：对于烟尘和空气样品,分形模型反演的质量浓度值与标准值吻合较好,拟合直线斜率分别为0.96257和0.90638,相关系数均高于0.99,表明本文提出的气溶胶质量浓度测量系统具有一定的实用价值。     

Engineering of charge transport materials for universal low optimum doping concentration in phosphorescent organic light-emitting diodes

A universal low optimum doping concentration of below 5% was demonstrated in phosphorescent organic light-emitting diodes (PHOLEDs) by managing the energy levels of charge transport materials. The device performances of PHOLEDs could be optimized at a low doping concentration of 3% irrespective of the host material in the emitting layer. The suppression of charge trapping and hopping by the dopant through charge transport layer engineering optimized the device performance at low doping concentration. In addition, it was revealed that PHOLEDs with low optimum doping concentration show better quantum efficiency, low efficiency roll-off and low doping concentration dependency of the device performance.     

电化学C-V法对载流子浓度纵向分布的精确测量

电化学C-V法是当前测量化合物半导体载流子浓度纵向分布的非常重要的方法.用电化学C-V测试仪对外高内低、有较大浓度梯度的外延样品进行载流子浓度纵向分布测量时发现,内层低载流子浓度区域测试结果误差较大,主要是由测试系统引起的,由此提出了一种对结果的修正算法.通过对MBE制作专用样品测量证实,用该方法可得到数据准确可靠的测试结果.     

EDTA对KDP晶体光散射性质影响的研究

不同EDTA（乙二胺四乙酸）掺杂浓度条件下生长了KDP（磷酸二氢钾）晶体,超显微法观察了EDTA对KDP晶体光散射性质的影响。结果表明,随着溶液中EDTA含量的增加,相应晶体内部的光散射现象加重。其原因在于当溶液中EDTA含量较高时,阻碍了KDP晶体的生长,导致了液相包裹物的产生,造成光散射;同时发现,同一晶体不同部分的光散射也不同。对EDTA的影响机理进行了初步的探讨。     

CH4分子光谱分析在井下瓦斯浓度监测中的研究

根据CH4中C—H键特殊的光谱振动吸收特性,设计了基于特征光谱吸收的CH4浓度光谱分析方法,用于矿井下低浓度CH4的高精度实时监测。在分析CH4分子键所对应的特殊光谱吸收波长的条件下,选择傅里叶变换干涉仪作为干涉工具,结合CCD探测器采集干涉条纹,最终经光谱分析算法得到各波长上光强衰减量度,从而反演CH4气体浓度。利用比尔朗伯定理及浓度程长积公式,可以得到CH4的理论最小探测浓度可达到0．1％,实际受环境等影响会有小幅波动,但不影响0．1％的探测精度,完全满足瓦斯浓度为0～5％的井下实时探测要求。计算实验显示,在采用傅里叶变换光谱分析法探测CH4浓度时,数据显示：在长度为10cm的气室中,对浓度介于0～5％的CH4进行探测时,满足探测精度0．1％的实时探测要求。     

Simulation of the concentration dependence of boron diffusion in silicon

Boron diffusion in silicon with a high surface concentration was simulated on the basis of the dual pair mechanism. The calculations were compared with experimental data and the calculations using the SUPREM-3 code. It was shown that the model proposed allows us to describe the concentration profiles and the concentration dependence of the boron diffusivity in a wide temperature range: 800–1100°C.