气体浓度检测光学技术的研究现状和发展趋势

综述了近些年来国内外痕量气体浓度检测技术研究的最薪进展.首先对传统的非光学气体浓度检测技术作出了简单的介绍,包括超声波技术、气敏法、热催化法、气相色谱法、干涉法应用技术,被动检气管法,然后重点阐述了基于光谱学分析气体浓度检测技术的最新发展动态,其中分别对差分吸收光谱技术(DOAS)、傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)、可调谐激光二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)、差分吸收激光雷达(DIAL)和拉曼散射激光雷达、激光诱导荧光光谱技术、激光光声光谱技术进行了详细介绍,最后提出了现代气体浓度检测技术的发展方向.     

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C51单片机的便携式甲烷浓度检测仪

本文介绍了一种基于C51单片机与红外光谱的吸收特性的便携式甲烷浓度检测报警仪的设计与实现。采用红外光谱技术对甲烷气体的浓度进行定量分析,并在超过设定值时报警,并能通过串口与PC机进行通信,适合于用在矿场开采的安全检查中,测量范围0~100%,且使用方便,工作稳定,数据可靠。     

基于OP-FTIR法监测城市交通排放CO、CO2、N2O和CH4气体

介绍了在傅里叶变换红外光谱( FTIR)技术基础上发展起来的一种监测气体的新方法——开放光程傅里叶变换红外光谱( OP-FTIR)法和基于非线性最小二乘法反演气体浓度的算法.利用OP-FTIR系统对广州交通排放CO、CO2、N2O和CH4气体进行了连续监测,并对实验结果进行了分析.实验表明:广州交通排放CO、CO2、N...     

基于谐波的红外激光调制光谱特性研究

基于谐波检测的调制光谱技术可以实现气体浓度的高灵敏检测,而最佳分析性能的实现依赖于系统调制参数的优化。研究了基于谐波的红外激光调制光谱信号特征,分析了调制参数与谐波特性的对应关系,针对典型的红外半导体激光光谱气体检测系统开展了实验研究与验证分析,获取了不同调制信号电压的谐波信号特征,分析确定了系统最佳调制参数。     

逐线积分气体吸收模型及其在FTIR气体检测中的应用

介绍了一种精确的逐线积分痕量气体吸收模型,该模型适用于中红外波段大气环境中痕量气体和污染气体检测的理论研究和工程应用。该模型利用HITRAN光谱数据库,考虑了展宽、线翼截断、温度修正及光谱分辨率变化等情况,可以有效地模拟大气环境中多种气体的红外吸收特征。文中详细描述了模型的算法细节,并给出了模型计算的结果与傅里叶变换光谱仪(FTIR)实测数据的对比,还举例介绍了吸收模型在FTIR气体探测技术中的实际应用,并使用该模型对测量的红外傅里叶变换光谱进行了定量分析,模拟了计算校准谱,并与实测光谱进行了非线性最小二乘拟合,实现了在无需测量校准气体的情况下同时对多种气体进行浓度的反演。     

近红外波长CO浓度检测技术

文中提出了一种新的CO浓度检测系统,根据光谱吸收原理,采用双光束气体浓度检测技术。系统选用近红外光源和探测器,与传统的中红外波长工作器件相比,成本得以降低。近红外波长光信号利用光纤传输,替代了传统的复杂光路系统,使器件结构小型化。文章介绍了这项技术的原理及特色。     

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.     

宽谱段环境污染气体红外遥测技术研究

根据环境污染气体监测的广谱需求,提出了宽谱段红外光谱遥测方法,利用长波红外傅里叶干涉光谱技术,向长波红外大气窗口短波端外扩展了仪器响应波段,使之在一定条件下能够探测多数常见工业气体的指纹特征。在7.0 ～14.5 m波段内,采用差谱法和亮温法,可监测多种常用工业有毒有害气体,并可给出以浓度程长积表征的概略浓度。介绍了遥测光谱仪的性能表征方法,例举了实用型产品PARES100对11种常用工业有毒有害气体的应用实例。     

基于半导体激光器的光声光谱气体检测及其进展

介绍了半导体光声光谱气体检测的基本工作原理和相关技术,阐述了半导体激光光源特别是中红外半导体激光器的研究进展及其与光声光谱方法结合的应用现状,讨论了声信号的常用检测方法与改进方案,并展望了发展和应用的新方向.     

一种傅里叶红外光谱校准数据库软件系统研究

傅里叶红外光谱分析方法具有分辨率高、光通量大、频带宽等优点,在痕量成分分析领域应用广泛。在污染大气成分在线监测过程中,准确的标准光谱数据库是进行大气成分探测的首要条件和计算基础。开发了一套可用于红外光谱在线分析的校准光谱数据库平台,研究在使用傅里叶红外光谱仪进行实际测量的过程中,影响表观光谱的仪器因素,具体包括仪器分辨率、切趾函数和入射辐射的立体角等。在此基础上,对傅里叶红外光谱仪仪器线型函数进行建模,实现高分辨率校准光谱的环境参数和仪器线型函数匹配,建立了一套基于HITRAN的红外光谱定量校准数据库,并给出了基于该数据库的仿真校准光谱实例。该数据库可用于大气痕量和微量成分的红外光谱分析研究。     

污染气团扫描式FTIR被动遥测系统

大气中某点的污染气体可利用FTIR技术实现远程被动遥测,而对于突发性污染气体泄露事故的检测和预警,污染气团的浓度分布是重要参数。根据以上需求设计了扫描式FTIR被动遥测系统,系统由FTIR光谱仪、可见光系统、扫描系统及计算机构成,系统控制软件使用LabVIEW编写。应用FTIR被动遥测模型反演算法获取污染气体浓度,并结合扫描位置参数获取污染气团分布信息,以伪彩色浓度分布图叠加可见光图像的形式显示结果。验证实验表明,系统运行稳定,可有效探测目标区域污染气团浓度分布,具有良好的应用前景。     

红外光源在有害气体检测中的应用研究

研究了红外光源在有害气体检测中的地位和作用。介绍了三类 不同红外光源的结构原理,比较了它们相互之间的优缺点,并对其应用情况进行了综述。然后详细分析 了气体检测技术对红外光源性能的要求以及在光源选型时的注意事项。最后,根据有害气 体检测的发展需求,阐明了红外光源的发展趋势。     

脉冲式DFB中红外量子级联激光器的气体检测系统

采用了脉冲式中红外分布反馈(DFB)量子级联激光器(QCL),其可调工作波长范围为1 248～1257 cm-1.在2.6 cm-1的可调光谱范围内,通过每个温度下的硫化氢光谱来描述QCL系统的温度调谐特性.利用所采集的标准具信号来校准频率,解析信号特性可得出系统的分辨率.采用直接光谱吸收技术,并结合系统中多反腔所提供...     

高温井下可燃气体传感器选型研究

为实现钻井过程中井下可燃气体的准确检测,本文针对现有的气体检测方法进行了研究。通过研究基于红外吸收原理、热导原理、光声光谱原理、半导体电导率变化原理、催化燃烧原理和拉曼光谱原理的气体检测方法,综合对比各类方法的优缺点和适用性,并根据钻井过程中的实际情况要求,最终选择了催化燃烧式可燃气体传感器作为钻井过程中井下可燃气体检测的传感器。理论分析表明此类传感器可以实现井下高温可燃气体的检测。     

模化比对船用排气红外抑制装置红外辐射特性的影响及修正

在两种典型船用燃气轮机敢系统红外抑制装置数值计算和试验测量的基础上,根据相似理论,分析讨论了模化比对气流和壁面温度场分布以及红外辐射强度的影响,根据实物排气红外抑制系统的相应参数和模化比影响的量级,提出了可供选择的修正因子。     

生命探测中的红外技术

地震生命探测系统的研究在我国灾害生命搜索救助领域中占有重要位置.本文阐述了红外技术在生命探测仪中的应用,研究了双波段红外测温、热释电红外探测原理和新型相位热成像技术,并介绍了典型的红外测温系统、红外报警系统和红外成像系统,为利用红外技术进行生命探测提供理论参考.