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国家自然科学基金(61307124)

作品数:19 被引量:131H指数:8
相关作者:王一丁郑传涛刘慧芳李彬党敬民更多>>
相关机构:吉林大学汕头大学中国科学院更多>>
发文基金:国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金国家科技支撑计划更多>>
相关领域:电子电信理学机械工程文化科学更多>>

文献类型

  • 19篇中文期刊文章

领域

  • 8篇电子电信
  • 5篇理学
  • 4篇机械工程
  • 2篇矿业工程
  • 2篇文化科学
  • 1篇化学工程
  • 1篇自动化与计算...
  • 1篇建筑科学

主题

  • 11篇红外
  • 6篇激光
  • 6篇激光器
  • 6篇光电
  • 5篇中红外
  • 5篇光谱
  • 4篇光电检测
  • 3篇量子级联
  • 3篇量子级联激光...
  • 3篇近红外
  • 3篇甲烷
  • 3篇红外光
  • 3篇红外光谱
  • 3篇红外吸收
  • 3篇MID-IN...
  • 2篇电子学
  • 2篇一氧化碳
  • 2篇锁相放大
  • 2篇锁相放大器
  • 2篇谱学

机构

  • 13篇吉林大学
  • 4篇汕头大学
  • 3篇中国科学院
  • 1篇吉林农业大学

作者

  • 13篇王一丁
  • 11篇郑传涛
  • 4篇叶玮琳
  • 4篇党敬民
  • 4篇李彬
  • 4篇刘慧芳
  • 3篇潘教青
  • 3篇翟冰
  • 3篇董明
  • 3篇陈晨
  • 2篇隋越
  • 2篇包能胜
  • 2篇李国林
  • 2篇付丽
  • 2篇李春光
  • 2篇宋楠
  • 2篇黄渐强
  • 1篇王利军
  • 1篇郑黎明
  • 1篇李健

传媒

  • 5篇光谱学与光谱...
  • 4篇Optoel...
  • 3篇光电子.激光
  • 3篇光子学报
  • 1篇仪器仪表学报
  • 1篇光学学报
  • 1篇电气电子教学...
  • 1篇教育教学论坛

年份

  • 1篇2018
  • 2篇2017
  • 7篇2016
  • 2篇2015
  • 7篇2014
19 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
红外气体检测中谐波信号正交锁相放大器设计与实现被引量:17
2014年
基于可调谐激光光谱吸收法的红外气体检测,为了从差分信号中有效提取出一次和二次谐波信号,研发了一种谐波信号正交锁相放大器.采用正交锁相放大及谐波检测原理,利用Simulink软件平台构建了模拟实验系统,对其功能做了仿真和验证.采用数字信号处理器作为核心控制器,设计并制作出了谐波信号锁相放大器的系统实物,它主要由90°移相器、两路模拟乘法器、两路低通滤波器、差分信号放大器、模数转换器等构成.实验中,首先利用幅度可调的标准正弦信号作为待测信号,对锁相放大器的输出信号幅度与标准正弦信号的幅度做实验测量与对比,二者线性拟合优度高达0.999 94,最大误差小于4%,具有良好线性度;其次,将模拟吸收产生的差分信号作为待测信号,利用基频方波和二倍频方波分别作为参考信号,提取谐波信号,因二次谐波信号微弱易受噪音干扰,其误差在5%以内,一次谐波最大误差小于3.5%.系统具有良好的稳定性和性价比,在红外气体检测中具有较好的应用前景.
翟冰何启欣黄渐强郑传涛王一丁
关键词:光电检测红外光谱学气体检测红外吸收
嵌入式系统教学中学生能力提升探索被引量:4
2014年
在嵌入式系统教学中,如何提升学生能力,需要从各个角度分析嵌入式系统课程中知识框架。为了全面了解学生并提升学生能力,笔者从理论与实践、硬件与软件两个互补对立层面对嵌入式系统教学过程进行了探索研究。结合课堂理论教学、实验教学、实验实践等多种方式了解学生能力,并有针对性地对学生能力进行提升。改革结果表明,较大程度上激发了学生的学习兴趣,提升了教学质量和学生能力。
叶玮琳包能胜张兴伟
关键词:嵌入式系统教学改革
CO and CO_2 dual-gas detection based on mid-infrared wideband absorption spectroscopy被引量:2
2018年
A dual-gas sensor system is developed for CO and CO_2 detection using a single broadband light source, pyroelectric detectors and time-division multiplexing(TDM) technique. A stepper motor based rotating system and a single-reflection spherical optical mirror are designed and adopted for realizing and enhancing dual-gas detection. Detailed measurements under static detection mode(without rotation) and dynamic mode(with rotation) are performed to study the performance of the sensor system for the two gas samples. The detection period is 7.9 s in one round of detection by scanning the two detectors. Based on an Allan deviation analysis, the 1σ detection limits under static operation are 3.0 parts per million(ppm) in volume and 2.6 ppm for CO and CO_2, respectively, and those under dynamic operation are 9.4 ppm and 10.8 ppm for CO and CO_2, respectively. The reported sensor has potential applications in various fields requiring CO and CO_2 detection such as in the coal mine.
董明钟国强苗澍茁郑传涛王一丁
A mid-infrared methane detection device based on dualchannel lock-in amplifier被引量:1
2015年
A portable dual-channel digital/analogue hybrid lock-in amplifier(LIA) is developed,and its amplitude detection error is less than 10% when the signal-to-noise ratio(SNR) is larger than-12 d B.Then,a differential mid-infrared methane(CH4) detection device is experimentally demonstrated based on a wideband incandescence wire-source and a multi-pass spherical reflector.The experiments are carried out to obtain the sensing performance of the device.With the absorption length of only ~4.8 cm,the limit of detection(Lo D) is about 71.43 mg/m3,and the detection range is from 0 mg/m3 to 5.00×104 mg/m3.As the concentration gets larger than 714.30 mg/m3,the relative detection error falls into the range of-5%—+5%.Two seven-hour-measurements are done on the CH4 samples with concentrations of 1.43×103 mg/m3 and 4.29×103 mg/m3,respectively,and the results show that the maximum relative error is less than 5%.Because of the cost effective incandescence wire-source,the small-size and inexpensive dual-channel LIA,and the small-size absorption pool and reflector,the developed device shows potential applications of CH4 detection in coal mine production and environmental protection.
郑玲娇郑凯元郑传涛郑悦陈玫玫王一丁
Development of a portable mid-infrared methane detection device被引量:1
2017年
Based on direct absorption spectroscopy(DAS), a portable methane(CH_4) detection device was implemented. The device mainly includes a dual-channel non-dispersive infrared sensor(integrated with an infrared light source, light path and pyroelectric detector), a driving circuit of the sensor, an ARM11 embedded Win CE system, and a Lab VIEW-based data-processing platform. Experiments were carried out with prepared CH_4 samples to investigate the sensing performance. The relative detection error is less than 9.14% within the measuring range of 0—7×10^(-2). For a CH_4 sample with concentration of 0(i.e., pure nitrogen), the measured concentration fluctuation range is-1.2×10^(-5)—+2×10^(-5). An Allan deviation analysis on the gas sample with concentration of 0 indicates that the 1σ limit of detection(LoD) of the device is 4.8×10^(-6) with an average time of 1 s. Experiments were performed on three CH_4 samples with different concentrations to test the response time, which is validated to be less than 20 s. Due to the small size of the ARM11 embedded system and the powerful data processing capability of the Lab VIEW platform, the proposed portable and miniaturized CH_4 sensor shows a good application prospect in mining operations and some other industrial fields.
刘慧芳何启欣郑传涛王一丁
基于虚拟锁相放大器的中红外CO检测系统被引量:7
2014年
利用PC机和LabVIEW平台较强的数据处理能力,设计并实现了一种基于虚拟锁相放大器的中红外CO检测系统。系统采用双通道热释电探测器检测气体浓度,利用USB数据采集卡采集探测器的传感信号,利用LabVIEW平台的乘法器、滤波器及直流幅值提取模块构建的虚拟锁相放大器提取传感信号幅度。为了表征虚拟锁相放大器的性能,利用幅度可调的标准正弦信号作为待测信号,对虚拟锁相放大器输出信号的幅度与标准正弦信号的幅度做实验测量与对比,二者呈现出良好的线性关系,线性拟合优度约为99.978%。对配备的20种CO气体样品开展气体标定实验,并测量了本文系统的精度、稳定性和检测下限等指标。实验结果显示,系统的检测下限约为50×10-6,对20种气体样品的检测误差均小于4.2%,对浓度为3 500×10-6气体样品3h测量结果的最大波动范围为±6%。由于LabVIEW资源丰富且功能可任意扩展,因此在实验室环境中的气体检测,本文系统相比采用嵌入式微处理器的系统更具有优势。
宋楠隋越董明李国林郑传涛王一丁
关键词:USB数据采集卡LABVIEW
差分式中红外一氧化碳检测仪的研制被引量:17
2016年
根据CO分子在中红外波段的吸收特性,利用红外热辐射光源(IR55)和双通道热释电探测器(LM244),研制了一种差分式CO检测仪。通过双通道锁相放大器对探测器输出的两路信号进行处理,有效地抑制了系统噪声,提高了仪器的检测精度。介绍了系统的检测原理,给出了光学系统和双通道锁相放大器的实现方案,该锁相放大器能提取的最小标准信号幅度为1 m V,移相误差小于0.2%。利用配备的体积分数为0~1×10^(-3)的CO样品,开展了气体检测实验。实验结果表明:系统的检测下限为1×10^(-5),相对测量误差小于15%。当气体体积分数为0×10^(-6)时,测得浓度的波动范围为-5.2×10^(-6)~6.2×10^(-6)。考虑静态配气时气体在气室中扩散的时间,仪器的响应时间约为58~62 s。同基于量子级联激光器和分布反馈激光器的CO检测仪相比,所研制的仪器具有结构简单、性价比高等优势,在煤矿、环保等场合的CO检测方面具有较好的应用前景。
隋越董明郑传涛王一丁
关键词:吸收光谱光电检测
基于1654nm分布反馈激光器的甲烷检测系统被引量:11
2016年
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术及波长调制技术,采用波长为1 654nm的分布反馈激光器,结合开放式光学探头以及高灵敏度的铟镓砷光电探测器,研制了近红外甲烷气体检测系统。自主设计研发了分布反馈激光器驱动电路,主要包括模拟PID温度控制电路与电流驱动电路。其中,温度控制电路具有较高的控制精度及稳定性,长时间工作时激光器温度波动小于±0.02℃,温度与激光器波长呈线性变化。温度不变时,改变驱动电流可以使激光器中心波长线性变化,同时还提供了5kHz正弦波和10 Hz锯齿波的调制信号,用于谐波检测。为了提取差分信号的一次谐波及二次谐波,研制了正交锁相放大器,一次谐波和二次谐波的提取误差分别为3.5%和5%。系统中采用的开放式光电探头通过一次反射,使有效吸收光程增加了一倍,达到了40cm。通过对1%~5%的甲烷气体进行检测,成功提取了一次及二次谐波,得到了气体浓度与谐波信号幅值的拟合关系曲线。在更换不同输出波长的激光器后,该系统还具有检测其他气体的能力。
李彬刘慧芳何启欣翟冰潘教青郑传涛王一丁
关键词:近红外甲烷检测分布反馈激光器波长调制
多通道半导体激光器温控系统被引量:18
2017年
研制了一种板级多通道半导体激光器温控系统,将其应用于混合气体检测中可实现同时对多个半导体激光器温度的控制.该系统硬件上由多通道温度采集模块、数字信号处理器模块、半导体制冷器(TEC)和TEC控制模块组成.软件上采用时间片轮转调度算法和积分分离式数字比例积分微分算法,实现了对多个半导体激光器温度的实时、精确控制.为了测试系统的性能,利用该系统同时控制中心波长为1.65μm和1.56μm的可调谐分布反馈激光器的温度,进行了温度控制实验并测试了两个激光器的发光光谱.实验结果表明,该系统可以实现对两个激光器温度的同时控制,温控精度为-0.011~0.015℃,响应时间小于3s.对温控系统的工作稳定性进行了测试,两个激光器连续工作6h,其工作温度保持恒定.连续10h测试两个激光器的输出光谱,输出波长的峰值未出现偏移.该温控系统体积小、成本低、便于集成且稳定可靠,在混合气体检测中有良好的应用前景.
何启欣刘慧芳李彬郑传涛王一丁
关键词:激光器半导体激光器光电子学温度控制近红外
数字正交锁相放大器的研制及其在甲烷检测中的应用被引量:20
2016年
利用可调谐二极管激光吸收光谱技术检测气体浓度时,为了从红外传感信号中提取一次及二次谐波信号来表征气体浓度,研发了一种基于数字信号处理器的数字正交锁相放大器.介绍正交锁相放大原理,设计谐波提取算法,给出数字正交锁相放大器的软硬件实现方案.利用配备的浓度为1%~5%的甲烷样品以及研制的锁相放大器,开展气体实验.实验结果显示,当甲烷浓度为5%时,在二次谐波对应的频率点处,测得的系统信噪比为34dB,表明设计的锁相放大器具有较好的性能;测得的二次与一次谐波信号峰峰值的比值与气体浓度成线性关系;考虑动态配气以及气体沿管道传输的时间,检测系统的响应时间约为96~98s;气体浓度为20 000ppm时,测试浓度波动范围为-92ppm^+118ppm;根据Allan方差预测的系统检测下限为29.52ppm.与模拟锁相放大器以及商用锁相放大器相比,本文研制的数字正交锁相放大器硬件结构简单、体积小、成本低、易于集成,在红外气体检测领域具有很好的应用前景.
刘慧芳李彬何启欣党敬民于红艳郑传涛王一丁潘教青
关键词:红外光谱学红外吸收数字锁相放大器
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