天津市自然科学基金(10JCZDJC22700)
- 作品数：9 被引量：53H指数：4
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- 基于非线性标准差模型的差分光学吸收光谱技术烟气浓度测量被引量：4
- 2013年
- 采用差分光学吸收光谱(DOAS)技术测量烟气时,需采用非线性补偿方法来提高测量精度。本文基于自行研制的DOAS技术烟气测量系统,对SO_2和NO标准气体进行了单一气体的建模实验,提出了利用差分光学密度标准差和气体浓度之间关系的非线性模型预测烟气浓度的方法,并以此测量了SO_2和NO单一组分及混合气体的浓度,将实验结果与传统最小二乘法的反演浓度进行了对比。结果显示,测量单一气体时,得到的两种气体非线性模型的判定系数R^2分别为0.999 6和0.999 5,SO_2的满量程误差为±0.7%,最大误差为2.6%和2.8%,明显优于最小二乘法反演最大误差-16.1%和-19.9%;测量混合气体时,最大误差由传统方法的-24.6%和-28.1%减小至-4.8%和5.2%。结果表明,本文方法可提高烟气测量的准确度。
- 李红莲魏永杰贾浩陈文亮
- 关键词：标准差烟气
- 应用二维相关提高DOAS技术的温度鲁棒性被引量：1
- 2013年
- 利用差分光学吸收光谱(DOAS)技术对空气中污染气体的浓度进行实时监测时,测量结果的准确度会受到环境温度变化的影响。为此,提出了通过二维相关光谱技术优选波长来提高DOAS测量中温度鲁棒性的方法。通过对不同温度下SO2的吸收截面进行二维相关分析,得到了动态吸收截面同步相关谱对角线的自助峰,据此分析了不同波长下吸收截面随温度变化的敏感程度,进而优选出最佳反演波长范围300.5～310nm。在将波长优选前后现场的测量结果和参考值进行对比时显示:采用优选波长前后24h的平均测量误差由22.5%减小至9.9%,测量值和参考值的相关系数由0.780 8提高到了0.949 6。结果表明,二维相关光谱和DOAS技术相结合,可以准确测量污染气体浓度。
- 李红莲魏永杰吕传明陈文亮
- 关键词：温度鲁棒性
- 基于准连续二极管激光器的调谐激光吸收光谱技术
- 调谐二极管激光吸收光谱是高灵敏度、高选择性的痕量气体检测技术。当前的TDLAS系统使用室温连续工作的单模TDL为光源。为了将准连续激光二极管应用于TDLAS系统,研究了二极管激光器准连续调谐的驱动方式和调制信号,利用锁相...
- 齐汝宾高东宇杜振辉李金义马艺闻高楠陈文亮徐可欣
- 关键词：波长调制谐波检测
- 文献传递
- 温度调谐技术测量CO_2在6320～6336cm^(-1)波段的吸收光谱被引量：10
- 2012年
- 针对当前可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)技术中调谐范围、调谐时间以及系统复杂性方面存在的不足,提出了利用激光器模块中的热电制冷器(TEC)和负温度系数(NTC)热敏电阻等元件对激光二极管(LD)进行温度宽谱调谐的方法,并在快速温度调谐过程中精确计算激光器的辐射波长。利用温度调谐二极管吸收光谱技术在3s的时间内测得了CO2气体在6320～6336cm-1波段的高分辨率吸收光谱。在此波段共测得8个较强吸收线。将得到的光谱参数与HITRAN 2008中的数据比较,吸收线位置、线强以及半峰全宽(FWHM)的偏差分别小于1%,3%以及6%。另外,测得的14条较弱的吸收谱线也与谱库中的谱线参数吻合。
- 李金义杜振辉齐汝宾徐可欣
- 关键词：光谱学温度调谐
- 连续和准连续激光调制谱分析技术的比对研究被引量：3
- 2012年
- 为了在面对不同检测需求时,能够选取适合的调谐激光吸收光谱技术方案,对直接吸收光谱、连续调制谱和准连续调制谱三种方法进行了理论分析和实验比较。在相同实验条件下,通过同一激光器测量不同浓度CO2气体,比较了这三种方法的技术特点、信号特征、检测灵敏度。结果表明,准连续调制谱技术具有与连续调制谱相当的检测灵敏度,但是受激光能量间断和较大的寄生幅度调制影响,检测信号相对于气体吸收谱的线形失真较大,因此不太适合依赖光谱线形和线宽的压力、流速测量。为选取更加适用的激光调制谱技术,提供了参考依据。
- 杜振辉高东宇齐汝宾徐晓斌焦萌
- 关键词：准连续气体检测
- 准连续激光调制吸收谱的多谐波分析被引量：5
- 2012年
- 使用准连续二极管激光器进行多重调制光谱检测时,发现吸收光谱信号中存在着丰富的倍频、和频以及差频成分;从激光与气体吸收谱线的非线性作用角度研究了倍频、和频及差频等信号存在的必然性;从实验角度对信号特征进行研究,发现其中有些和频、差频成分的幅度比传统调谐二极管激光吸收光谱技术中的二次谐波信号的幅度更大,有望在准连续调制谱技术中提高检测的灵敏度。
- 齐汝宾杜振辉孟繁莉李金义高东宇徐晓斌陈文亮徐可欣
- 关键词：谐波信号
- 数字滤波方法在TDLAS逃逸氨检测中的选用被引量：19
- 2012年
- 介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)原理和实验系统,并对系统噪声进行了分析;以体积比浓度为90×10-6和30×10-6的NH3为例,利用TDLAS系统采集了该浓度气体的二次谐波原始光谱。为改善光谱信号,分别用五种数字滤波方法对原始光谱进行了滤波处理比较,做了NH3的浓度梯度实验并对浓度为20×10-6 NH3进行了长时间监测实验。实验结果表明,算术平均-小波变换滤波相比其他方法更有效地对原始光谱信号进行了改善,提高了系统信噪比和信号平滑度,使系统浓度检测限由原来的10×10-6降低到1.25×10-6,信噪比提高了约14倍,为逃逸氨极低浓度检测提供了一种较为有效的数据预处理方法。
- 邹得宝陈文亮杜振辉贾浩齐汝宾李红莲甄杨侯艳霞徐可欣
- 关键词：噪声分析数字滤波小波变换
- 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的逃逸氨在线监测研究被引量：6
- 2013年
- 可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）具有高选择性、高准确性的优点, 为逃逸氨的在线检测提供了可靠的技术手段。首先研究了温度对NH3浓度检测的影响, 表明在25-300℃之间, 浓度随温度的升高而降低；然后在室温为25℃时, 利用TDLAS系统对浓度为10-100ppm 的NH3进行检测, 采集得到其二次谐波光谱。比较了单光程和多光程样品池测量结果, 得到单光程样品池最低检出限为22.9ppm, 多光程样品池的检测限为1.21ppm, 多光程样品池能够明显地提高检测精度。结果表明, 该系统能够适应现场测量环境。
- 张增福邹得宝陈文亮赵会娟徐可欣
- 关键词：温度影响
- 小波分解重建算法提高近红外煤质水分检测精度被引量：3
- 2012年
- 水分是煤质经济价值的基本指标,会造成煤质利用率下降和能源浪费。因此,近红外光谱法实现煤质水分快速、无损、低成本检测具有重要意义。针对目前近红外煤质水分检测精度普遍在1%,且鲜有关于精度提高系统性研究的现状,从光谱预处理及波长选择进行比较,提出了提高煤质水分检测精度的可行性方法。实验结果表明,采用小波分解重建算法对1 300～2 400nm光谱区间进行降噪及去基线预处理,对重建光谱进行偏最小二乘建模,其建模结果明显优于其他方法,RMSEC达到0.06%,RMSEP达到0.27%,相关性系数R-square达到0.995,且证明模型稳定性较好,显著提高了近红外煤质水分的检测精度。
- 贾浩付强韩婵娟邹德宝陈文亮徐可欣
- 关键词：近红外光谱偏最小二乘法
- 宽谱调谐二极管激光吸收光谱的数据预处理研究被引量：4
- 2012年
- 二极管激光吸收光谱以温度扫描实现快速宽谱调谐,其原始数据不便于传统的处理及运算,适当的预处理是进行后续数据处理的基础。在分析了温度调谐数据特征的基础上,利用Savitzky-Golay滤波器去除了波长序列中温度检测噪声的干扰,选择单调的波长区间对信号幅值进行三次样条插值,以固定的波长点对应采样点,得到一组位置固定的幅值序列用于后期处理。此方法将两列检测数据合并为一列,相同的起始点和固定的波长位置不仅将多周期平均后的信噪比提升为原始数据的6倍,也使多组数据的比较及评价成为可能,一致的波长分辨率保证了线形检测的精确度,减小了吸收峰的频带宽度,有助于后续的处理、运算以及评价。
- 高楠杜振辉齐汝宾李金义周涛周魁汪曣
- 关键词：光谱学数据预处理三次样条插值
