耿辉
- 作品数：16 被引量：145H指数：8
- 供职机构：中国科学院安徽光学精密机械研究所更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金安徽省科技攻关计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 基于室温脉冲量子级联激光器的NO气体检测中的光谱处理方法研究被引量：8
- 2010年
- 报导了采用基于室温脉冲量子级联激光器的脉内光谱检测技术,利用中心波长为1904cm-1的量子级联激光器,在实验室对NO气体样品进行检测的研究结果.针对单线直接吸收光谱反演算法进行了研究,介绍了基线拟合的最小二乘算法以获取其吸光度,根据HITRAN数据库中相应吸收谱线的吸收线强,采用扫描积分实现了气体浓度的反演,避免了标气标定造成的误差及污染;通过拟合残差分析得到了系统的检测限,达到3.4×10-6m.
- 汤媛媛刘文清阚瑞峰张玉钧刘建国许振宇束小文张帅何莹耿辉崔益本
- 关键词：量子级联激光器中红外多项式拟合
- 数字滤波方法在TDLAS气体检测中的应用被引量：15
- 2010年
- 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是一种具有高灵敏度、高分辨率和快速响应等特点的气体测量技术,已广泛用于大气痕量气体的测量以及工业有毒有害废气诊断和天然气泄漏检测。分布反馈式(DFB)激光器具有窄线宽和可调谐特性,并且能够精确让输出波长扫描单根气体吸收线,使得TDLAS技术能实现高灵敏气体浓度检测。介绍了在线式波长调制二次谐波(WMS-SH)气体检测技术,讨论了基于最小二乘法气体浓度反演算法,通过修正式加权滑动平均滤波对浓度信号进行了数字滤波处理,系统实现了不大于1 s的系统响应时间,提高了信噪比和系统的检测灵敏度,并在天然气处理厂实时硫化氢检测中得到了应用。
- 张帅刘文清张玉钧束小文阚瑞峰何莹耿辉许振宇刘建国
- 关键词：信号处理可调谐半导体激光吸收光谱最小二乘法
- 基于菲涅耳透镜开放光路天然气泄漏检测系统设计研究被引量：13
- 2009年
- 天然气泄漏直接导致能源浪费和环境污染,造成重大经济损失。以可调谐半导体激光吸收光谱技术为基础的光学检测方法具有精度高、选择性强、响应速度快以及远距离遥测等优点,使其成为天然气站场以及天然气输运管道在线监测的理想方法。可调谐半导体激光吸收光谱与谐波探测相结合,设计了一套开放式长光程的用于天然气泄漏监测的实验系统。它以中心波长为1.65μm的分布式反馈InGaAS激光器为光源,利用实心角反射器,在发射端以菲涅耳透镜为光学接收系统,把反射回来的光聚焦到InGaAs探测器。同时,在测量过程中,考虑到光强变化对浓度的影响,并通过归一化光强的方法进行消除,使光强波动引起的误差小于1%。在320 m的光程下模拟管道泄漏实验,系统的检测灵敏度为0.1(10-6体积比),根据光学系统收光效率以及探测器的可探测性能进行分析的最小光强,计算得到该系统可探测的光程可达2 000 m,证明完全满足天然气泄漏检测的需求。
- 夏慧刘文清张玉钧阚瑞峰崔益本王敏何莹崔小娟阮俊耿辉
- 关键词：菲涅耳透镜可调谐半导体激光吸收光谱天然气泄漏检测
- 基于激光吸收光谱开放式长光程的空气中甲烷在线监测及分析被引量：11
- 2009年
- 研制了一套基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的开放式长光程甲烷(CH4)浓度实时监测系统,系统采用波长调制和二次谐波探测相结合,并利用光强归一化的方法消除光强波动对测量结果产生的影响,实验证明采用消除光强波动的方法后使测量结果的误差小于2%。然后利用该系统在往返750 m的光程上,对合肥市董铺岛进行了为期1周的大气CH_4浓度测量,测量结果表明董铺岛CH4浓度有明显的日变化趋势,白天浓度低。夜间浓度高,日平均浓度(1.8～3.4)×10 -5,日最小值(1.8～2.2)×10-6,日最大值(3.0～3.4)×10-6。通过分析,可实现1～2 km范围的空气中CH4浓度的实时在线监测,为生态系统的区域排放通量监测提供了有效的方法,也为卫星遥感提供了可行的地面校准方法。
- 夏慧刘文清张玉钧阚瑞峰崔益本王敏何莹崔小娟阮俊耿辉
- 基于激光吸收光谱开放式大气CO2的在线监测被引量：15
- 2009年
- 二氧化碳(CO2)作为最主要的温室气体,引发的气候变化和生态环境问题已经成为世界关注的焦点,因此在线监测环境大气中CO2浓度,分析生态系统的CO2通量是重要任务。将可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术与开放式长光程技术相结合设计了大范围CO2监测仪,系统选择CO2在近红外1.57μm附近的吸收线,以30 s的时间分辨率对城郊大气CO2浓度进行了连续测量,得出日变化和连续监测结果。结果表明在无污染排放源的城市郊区,大气中的CO2具有明显的日变化周期性,基本特点是白天浓度低,夜间浓度高。监测仪不需要气体采样、具有高灵敏度、高分辨性、可快速在线监测、调校简单等优点,检测限可以达到4.2×10-7。为生态系统中的温室气体大范围通量监测提供了有效的方法。
- 何莹张玉钧阚瑞峰夏慧耿辉阮俊王敏崔小娟刘文清
- 关键词：激光吸收光谱二氧化碳
- 基于可调谐半导体激光器吸收光谱的温度测量方法研究被引量：36
- 2012年
- 介绍了基于半导体激光器作光源的吸收光谱测温技术研究和开发集成的系统,利用H_2O在1.4μm附近的吸收线对的线强比值来反演温度.介绍了该系统在实验室管式高温上的标定和开放炉管的测量验证,结果显示各设置温度下测量温度波动平均在50 K左右.之后在CH_4/空气预混平焰炉上进行进一步验证,发现在吸收线7153.7 cm^(-1)长波一侧出现了HITRAN08中未给出的几条H_2O吸收和该吸收线重叠.HITEMP中在这些波长上有对应的吸收线给出,但对另一条选用的吸收7154.354 cm^(-1),给出的可对应吸收线中心频率和测量不一致.根据实验测量结果和HITRAN/HIlTEMP的对比,对选择吸收线对的位置和线强等参数继续采用实验室标定结果,并引入HlTEMP中给出的这些高温下表现出来的吸收线参数,在平焰炉不同当量比状态下做了测量对比.
- 许振宇刘文清刘建国何俊峰姚路阮俊陈玖英李晗袁松耿辉阚瑞峰
- 关键词：吸收光谱温度测量
- 基于可调谐半导体激光吸收光谱气体检测仪的数据采集与实验分析被引量：5
- 2009年
- 可调谐半导体激光吸收光谱技术是一种具有高灵敏、高选择性、快速响应等特点的气体检测新技术,它利用了半导体激光器的可调谐和窄线宽特性,通过精心选择待测气体的某条吸收线可排除其它气体的干扰实现待测气体浓度的高灵敏快速在线检测。讨论在工业环境下气体检测系统中数据采集与信号处理方法,分析了实验结果。在工业数据采集和处理系统中如何提高实时性和通用性,是设计者首要解决的问题。在VC++环境下,多线程技术和面向对象方法,实现了实时数据采集,不存在采集丢点问题,成功地实现了数据的准确完整性与实时性,并且在新的数字信号处理中提高了系统的测量精度、重复性和稳定性,满足了工业气体在线检测的需要。
- 张帅刘文清张玉钧束小文阚瑞峰何莹耿辉许振宇刘建国
- 关键词：数据采集数据处理多线程
- 可调谐半导体激光吸收光谱中的吸光度反演算法研究被引量：14
- 2010年
- 可调谐半导体激光吸收光谱具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,已经在环境检测、工业过程检测等方面得到广泛应用。在直接吸收光谱技术中,吸光度曲线以及积分吸光度的确定对于气体浓度反演、线强校正等都有重要的作用。对激光直接吸收光谱中吸光度和吸光度积分反演算法进行了研究,采用分段多项式基线拟合方法来消除激光器光强波动的影响,得到吸光度,再用非线性拟合Levenberg-Marquardt算法进行线形拟合来获取积分吸光度。通过水气吸收谱线的检测对算法进行了验证。
- 许振宇刘文清阚瑞峰张玉钧刘建国张帅束小文耿辉何莹汤媛媛
- 关键词：吸光度
- 酒精蒸汽近红外高分辨光谱获取方法研究被引量：5
- 2012年
- 酒精是相对复杂的分子,在常压下为宽带吸收,其OH基团的泛频吸收区位于近红外7000～7300cm^(-1)处。利用可调谐二极管激光光谱学(TDLAS)方法测量了含有少量水汽的酒精蒸汽在7180 cm^(-1)附近的吸收谱线,通过多项式拟合消除水汽吸收谱线干扰,获得了酒精蒸汽的特征吸收光谱,其半高半宽为1.3cm^(-1);并对不同浓度酒精蒸汽吸收谱线线型做了研究,证明其线型与酒精分压不相关,为发展基于TDLAS酒驾遥测技术奠定了基础。
- 耿辉张玉钧刘文清刘建国阮俊许振宇姚路阚瑞峰
- 关键词：吸收光谱多项式拟合
- 天然气站场甲烷和硫化氢气体连续监测与报警系统
- 张玉钧刘文清刘建国阚瑞锋陈东王亚萍陈军夏慧方曦耿辉何莹王敏崔益本崔晓娟魏庆农谢品华
- 该项目将可调谐二极管激光光谱(TDLAS)技术，多次反射池、多激光器分时扫描多路技术、多点分时采样技术和微弱信号检测等先进技术结合，实现了天然气主要成分CH<,4>、H<,2>S气体的同时检测，研制出了高灵敏、高精度、实...
- 关键词：
