用于二氧化碳浓度红外检测的温度补偿研究

二氧化碳(carbon dioxide,CO₂)浓度监测是实现碳达峰、碳中和的重要基础,非分散红外(non-dispersive infrared,NDIR)检测技术作为温室气体测量领域应用最为广泛的技术之一,如何有效抑制温度漂移、确保长期监测数据的稳定性和可靠性是研究重点。实验表明,光源光功率、气体吸收线强、滤光片中心波长等容易受到环境温度影响。文中提出一种红外气体检测的温度补偿方法,研制了用于大气二氧化碳浓度红外检测的分析仪。选取以4.26μm为中心波长的CO₂气体吸收线;利用高低温试验箱,对分析仪进行温度补偿实验研究;配置标准CO₂气体浓度,对分析仪进行浓度标定实验研究。测量结果表明,红外CO₂气体分析仪浓度测量稳定,温度补偿显著,具有快速响应、应用范围广等优点。该红外CO₂气体分析仪为陆地生态系统碳收支监测等领域提供可靠数据支撑。     

基于非分散红外光谱吸收法的SO2测系统研究

对非分散红外SO2气体检测技术及其运行机理作了系统介绍.分析了非分散红外SO2气体检测的吸光度获取方案及浓度反演方法.以三阶多项式为拟合模型,采用非线性最小二乘法获得了系统的定标曲线.对系统的测量准确度进行了相关分析,得出测量误差＜2％.结果表明,利用非分散红外光谱吸收法能够实现对SO2气体的准确测量,可为其它气体的测...     

基于气体相关滤波技术的非分散红外CO气体监测系统的研究

介绍了一种有效的测量CO气体浓度的方法一基于气体相关滤波技术(GFC)的非分散红外法(NDIR)，以及该方法在实际测量中的应用．根据该方法设计出新型CO监测仪，实验表明，设计的基于GFC技术的非分散红外CO监测系统在0～200ppm的测量范围内有10ppb的监测精度。     

光学仿真在非分散红外汽车尾气监测系统中的应用

TracePro软件是一套用于光学系统设计与分析和照明系统设计与分析的光线追迹仿真软件,它是第一套以ACIS solid modeling kernel为基本的光学软体。通过TracePro软件仿真了一个用于非分散红外汽车尾气监测仪的光源准直系统和卡式球面镜收集系统,该系统可以在15 m宽机动车道上对汽车排放尾气中HC,CO和 CO2 污染物质的浓度进行监测。通过TracePro的分析,检查光学设计中存在的缺陷与不足, 再对设计进行调整与修改,为后期的机械设计和装配调节提供参考数据。     

基于模拟前端的红外二氧化碳气体浓度检测系统

在分析非分光红外气体浓度检测方法的基础上,将传感器模拟前端(AFE)和新型NDIR传感器应用于非分光红外二氧化碳气体浓度检测系统中,相比于传统检测系统,该系统具有精度高、体积小、功耗低和响应迅速等特点。     

非分散红外多组分气体检测技术及其在CEMS中的应用

对非分散红外多组分气体检测技术及其在CEMS中的应用作了系统介绍.分析了非分散红外多组分气体检测的关键点,技术难点及其解决方案.详细介绍了这种气体检测系统在CEMS应用中的组成、技术要求与支持,得出其具有结构简单、成本低、测量精度高和稳定性好等特点.该系统对我国气体检测技术的研究和气体检测仪器的研制具有重要的参考价值.     

非分散红外CO气体检测系统研究

介绍了用于CO气体检测的非分散红外(NDIR)系统,论述了系统的原理、构成与实现方法.利用CO在红外4.65μm处的特征吸收,通过气体滤波相关技术实现对空气中痕量气体CO的检测,系统响应迅速,测量精度高,并能实现0～50 ppm的测量范围,检测下限10 ppb.     

小型化大气二氧化碳垂直廓线测量系统标定

通过Li-7500分析仪对小型化大气CO2探测系统进行标定和误差分析。首先,依据4天的测量数据标定CO2体积比浓度,系统采集的吸收度与Li-7500 CO2分析仪测量的CO2体积比浓度满足线性关系,得到的CO2体积比浓度标定系数一致性较好;其次,利用平均后的数据对系统标定,反演得到的CO2体积比浓度相对误差绝对值小于2.0%,与Li-7500 CO2分析仪数据相关性系数大于0.9,充分表明了系统的稳定性和可靠性;最后,根据温度变化对大气传输效应的影响,分析了合肥市科学岛近地面CO2的昼夜变化特征,结果表明近地面CO2体积比浓度变化与温度变化有较强的负相关性。综上证明了标定结果的准确性,为后续测量CO2垂直分布廓线提供了数据支持。     

基于中红外LED的CO2气体浓度检测系统研究

介绍了基于中红外LED的CO2气体浓度检测系统。通过运用差分吸收和相关检测等手段提高系统灵敏度,系统在检测0%～10%CO2浓度条件下,示值误差约为±0.9%。实验结果与理论数据得到良好的吻合,对LED实现气体检测提供了新思路。     

气体泄漏红外成像检测技术发展综述

气体泄漏红外成像检测技术以其高效率、大范围、动态直观等显著优势成为气体检测领域的研究热点之一。比较了气体泄漏主动/被动红外成像检测技术的优缺点及其典型技术,重点介绍了国内外较为成熟的具有代表性的气体泄漏被动红外成像系统,特别是被市场广泛接受的应用性产品的技术特点及其采用的气体红外图像处理方法等关键技术。鉴于国内在技术成熟度和市场占有率等方面的不足,全面分析了气体泄漏红外成像检测技术进一步发展的技术方向及存在的问题。     

非色散光学法NO_2浓度测量技术研究

主要研究了一种利用非色散光学法进行NO_2浓度检测的技术,其基本原理是利用NO_2在紫外可见光波段有较强吸收的特点,根据朗伯-比尔定律通过预先标定好的气体吸收率与浓度的关系曲线来推导气体浓度信息。在实验室使用光谱仪、氙灯和已知浓度的一系列标准样气进行实验,从光谱仪测得的290~410 nm范围的光谱数据中选取带宽为5 nm的四个波段,分别计算不同气体浓度下的吸收率,然后分别与浓度作多项式拟合。通过对比不同波段范围和拟合阶次下的拟合相关系数,确定了一个拟合效果最好的波段和拟合阶次,为滤光片的选择提供了依据。     

快轴流CO2激光器评述

快轴流CO₂激光器是最重要的工业激光器之一.作者对它的发展状况及关键技术,如气流方式、放电结构和谐振腔稳定性等进行了评述,希望能对国内快轴流CO₂激光器的发展提供帮助.     

基于相位一致性的红外图像边缘检测方法

由于红外图像的灰度和对比度较可见光图像的低,用基于灰度的边缘检测方法检测红外图像的效果不佳。针对这种情况,利用相位一致性对灰度和对比度的变化具有不变性的原理,提出了基于相位一致性的红外图像边缘检测方法。首先计算红外图像的相位一致性值,然后采用K-mean法分割出包含边缘的区域,最后用形态学相关方法生成边缘曲线。实验结果表明,该方法对红外图像边缘的检测效果比Canny算法更准确。     

二氧化碳气体高温红外辐射的测量与研究

在高频等离子体风洞中建立了高温二氧化碳流场,通过测量和计算获得了温度和摩尔比数分布,同时进行了红外光谱测量实验。给出了测量实验装置、原理及方法,并在1500 K～3000 K范围内四个不同的温度环境下进行实验,获得了二氧化碳在不同温度下4.3 μm附近v₃振动带的红外光谱数据。发现随着温度的升高,光谱曲线的最高峰位置向长波方向移动。通过理论分析得到了高温下二氧化碳气体红外辐射实验测量中出现“红移”现象的理论原因,以及与天体物理中红移现象的区别。该理论可应用于高温气体温度测量。     

一种基于阈值分割的红外图像边缘检测方法

针对红外图像对比度和信噪比低,经典的图像边缘检测方法对实际图像难以检测的特点,提出了一种基于阈值分割的边缘检测算法。首先利用最大方差阈值法分割出红外图像的目标图像,其次用线性拉伸的方法对目标图像中存留的噪声进行去除,最后运用Sobel算子对目标图像进行边缘检测得到结果图像,并与经典的Roberts边缘检测算法、Sobel检测算法、Prewwit检测算法、Gauss-Laplacian检测算法进行比较。实验结果显示该检测方法是可行、有效的。     

基于频率调制的红外舰船显著性检测方法研究

针对海面背景下的红外舰船目标检测,改进了一种基于频率调制的显著性检测方法。首先,利用高斯高通滤波器对红外图像进行处理,抑制海杂波影响;然后,利用频率调制的显著性方法检测舰船目标。结果表明,利用本文的方法检测红外舰船时目标较完整,得到的显著图分辨率高。该方法能满足实时性的要求。     

Copper cleaning in supercritical CO2 for the microprocessor interconnects

In this study we report the efficiency of cleaning process in supercritical CO₂ for the removal of the post-etch residues and oxidized copper formed in the via after SiOC-based porous materials etching and photoresist plasma ashing processes. The cleaning solutions contain a sulfonic acid and chelating agents with different chemical configurations. X-ray reflectometry and scanning electron microscopy are used to estimate the oxidized copper dissolution and copper surface aspect (pitting corrosion and residues). The results show that the sulfonic acid dissolves cuprous oxide (Cu₂O) and copper hydroxide (Cu(OH)₂) and consequently allows to remove the residues located at the oxidized copper surface whereas the symmetric β-diketones remove only the copper hydroxide. The mixture of sulfonic acid and β-diketone does not lead to pits at the copper surface. This phenomenon could be due to a complex formation between copper and β-diketones facilitating the oxidized copper dissolution by the acid or could be due to copper surface protection by the adsorbed β-diketones.     

基于Zernike矩的低信噪比红外目标检测方法

低信噪比红外图像普遍存在目标一背景间对比度较差、目标边缘模糊和噪声较大等特点,采用常规模板匹配、Hu矩方法难以取得理想检测效果.针对低信噪比红外目标图像,分析了Zemike矩的基本原理和计算方法,提出了基于Zemike正交矩的低信噪比红外目标检测方法,并比较了模板匹配、Hu矩、Zemike矩方法的目标识别效果.理论分析与实验验证了所提方法的有效性.     

一种用于CO2气体传感器的新型MEMS红外光源

基于CO2红外气体传感器微型化、智能化、低功耗的发展要求,创新性地提出一种中心温度为407℃的CO2检测用微电子机械系统(MEMS)红外光源芯片.采用X型悬空桥式微热板结构,内部发热区域以环形走线的钨(W)电极为加热丝,以SiO2和Si3N4双层薄膜作为机械支撑保护层,可防止钨电阻丝氧化并提高寿命.电热耦合有限元仿真分析显示,该光源芯片具有发热区温度分布均匀、热响应时间短、功耗低的优点.采用10.16 cm(4 inch)MEMS工艺完成了芯片的流片制造.测试结果表明,该光源芯片在24 ms内即可快速升温至工作温度407℃,功耗低至46 mW,工作电压为2.85V,工作电流为16.2 mA,具有热响应时间快、功耗低、集成度高的特点.