基于ZEMAX的气体光学吸收池的设计与优化

基于光谱吸收法的瓦斯实时监测系统的核心器件是开放式光学吸收池,根据矩阵传输理论和q参数的ABCD法则,设计了由2个相对的C-Lens组成的光学吸收池结构,并在ZEMAX的物理光学模式下实现仿真与优化。由理论分析得到结构的初步参数并在ZEMAX中进行优化,并使用合适的优化操作数对像差进行校正,经过逐步优化得到工作距离为100.39 mm的吸收池结构参数。高斯光束从一端光纤输出的束腰半经为5.2μm,经C-Lens聚焦和准直后,耦合到另一端光纤的束腰半经为5.48μm,该光学吸收池对甲烷近红外激光的耦合效率达到92%。通过实验验证了该光学吸收池的稳定性和高耦合效率,适用于甲烷气体的开放式光学气体传感和在线监测。     

我国食品安全监管存在的问题及对策

正随着国民收入的增加,人们对于消费的需求越来越高,对于食品安全也越来越越重视。但目前我国的食品安全监管形势还很严峻,还存在着食品安全意识缺失、监管主体缺位以及对违法行为打击力度不够等问题,需要采取措施加以解决。我国食品安全监管现状现如今经济飞速发展,人民生活水平迅速提高。人们对生活的要求也     

高温氨逃逸激光原位监测的浓度反演算法

对烟气脱硝后的氨逃逸进行准确、灵敏、快速监测,避免氨气对环境的二次污染是工业和环保领域的工作重点之一。选择氨气1.53 m 的单根吸收谱线为目标谱线,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）和波长快速扫描技术研究了高温烟气氨逃逸原位监测方法,并设计了相应的开放光路测量系统。分析了高温环境下温度对测量的影响,研究了温度修正方法,并设计了烟道现场氨浓度免定标精确反演算法,由实验得出最大相对检测误差为1.5%。通过工业现场的安装运行验证了文中系统的工程实用性和算法的可靠性,对于我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。     

长春市地下水化学污染风险分析

基于风险分析的定义,阐述了地下水污染风险分析的特征。从统计学角度上分析了地下水化学物质检测数据具有非正态概率分布、时空特征明显、具有模糊性、随机性、含有异常值和定性变量等特点。利用模糊综合评价数学模型对长春市地下水2004年至2008年的水质类别进行了判断,利用马尔可夫链风险评价模型对2009年和2010年的水质污染的变化趋势进行了预测,得出长春市地下水水质逐年恶化的趋势加剧,地下水水质状况短期内难以好转的结论。     

基于FID的机动车尾气THC测量模块设计与对比实验

机动车排放的总碳氢化合物（total hydrocarbons, THC）是造成雾霾、光化学烟雾的重要原因,在城市大气污染的调查和影响人类健康的研究中,THC是必须的监测目标之一。着重开展了基于氢火焰离子化检测（hydrogen flame ionization detector, FID）的机动车尾气THC测量系统的设计和对比实验。主要介绍了FID测量THC的工作原理,根据FID的测量原理设计了机动车尾气THC测量模块。并根据离子化信号检测需求设计了微电流放大电路,满足大范围、高精度微电流信号检测的要求,获得了检测器对THC的响应峰信号。还对测量得到的THC色谱峰信号进行定性和定量的分析,通过标准曲线法计算了THC的浓度。最后结合美国的SENSORS-FID THC分析仪开展了对比实验,结果表明研发的THC测量模块检测的浓度偏高,测量偏差约为4.44%~8.43%,判断此系统误差主要为O2峰干扰。     

车载机动车尾气测量系统高温尾气采样气路设计

为了准确测得机动车高温尾气中的COx、NOx、THC等气体成分,基于旋风分离器原理,详细讨论了高温尾气的预处理方案;以微粒物过滤室、旋风分离器、阻液器和膜式干燥器为主要器件,设计了改进型旋风分离器和车载式高温尾气预处理采样气路;利用微粒物过滤室两次去杂、金属螺旋管降温、旋风分离器去水去杂、阻液器去水、膜式干燥器去水,在不改变尾气气体成分和含量的情况下,提高了样气净度;实验结果表明,预处理后的样气,相对湿度小于2.5%,温度低于40℃,所含颗粒物直径小于5 ?m,且含量极少,满足车载式机动车尾气气体成分分析模块的要求。     

基于红外光谱技术的秸秆还田环境下土壤氨挥发特征分析

秸秆还田对于农业面源污染和氨排放具有一定影响,监测氨挥发浓度是研究其排放规律的前提条件。本文研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能。利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征。研究结果表明氨浓度具有日变化趋势：白天浓度上升在正午达到最高值,逐步降低到夜间至最小值。夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6 10-3 ~1.34 10-3mmol/mol和1.14 10-3 ~1.82 10-3mmol/mol,秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6 10-4mmol/mol和1.7 10-3mmol/mol,还田一个多月后氨浓度明显上升,并存在一定季节性差异。近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持。     

天然气场站用1Cr18Ni9Ti管道全自动横焊接头组织与性能

为了提高焊接效率和焊接质量,采用全自动钨极氩弧焊对天然气场站用1Cr18Ni9Ti管道进行横焊试验,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射仪(EBSD)对焊接接头的组织进行观察,并对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度和冲击等力学性能测定。结果显示,焊接接头根焊焊缝主要为等轴晶奥氏体,填充盖面焊缝主要为柱状晶奥氏体;焊缝中大于15°晶界占比67.816%,且晶界取向差多为40°～45°;焊接接头抗拉强度均高于710 MPa,面弯和背弯均未出现裂纹,焊缝和HAZ冲击功高于100 J,硬度低于190HV₁₀;点蚀试验结果表明其不宜在高氯离子环境下长期使用。研究表明,采用全自动脉冲钨极氩弧焊对天然气场站用1Cr18Ni9Ti管道进行2G位置横焊,焊接接头力学性能满足相关标准和生产需求。     

基于深度学习的合成孔径成像系统共共相误差检测研究综述

光学合成孔径成像系统是利用多个小口径望远镜排列成稀疏孔径阵列来增大系统等效口径,从而实现大口径光学系统的高分辨成像效果。子孔径间的共相误差探测是实现合成孔径系统高分辨率成像的重要前提,该技术一直是该领域研究人员关注的焦点之一。新兴的人工智能及大数据技术为合成孔径成像系统共相误差探测提供了新思路和开辟了新方向。本文在简要回顾合成孔径成像系统共相误差探测方法的基础上,介绍和分析了近年来深度学习技术在合成孔径成像系统共相误差探测方面的研究进展,并对未来发展方向进行了总结和展望。     

用于机动车尾气检测的NDIR传感器的加权定标方法研究

非分散红外（NDIR）气体传感器是机动车尾气CO和CO2检测系统的核心部件,一般使用定标的方法来计算待测气体的浓度。针对传统定标方法生成的定标曲线在低于CO和CO2满量程10%范围内的拟合优度不能满足实际使用要求的问题,提出了一种基于最小二乘加权拟合法的定标方法,通过对低浓度点赋予更大的权重和增加定标点的数目来改善定标曲线在低浓度范围内的拟合优度。采用该方法的定标结果表明,定标曲线在整个量程范围内的定标误差均小于2%。所提出的定标方法具有较高的应用价值。