高灵敏度光纤气体传感器的研究

研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器．基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加了该传感器的适用性．     

水和稀硝酸吸收NO2的研究

基于NOx气体的资源化处理考虑,研究了水和不同浓度的稀硝酸对NO2的吸收性能,考察了吸收剂用量、稀硝酸的浓度(3%～30%)以及气相压力对NO2吸收效果的影响。结果表明,增加吸收剂用量、硝酸浓度和气相压力均能提高NO2的吸收效率,其中稀硝酸用量对吸收效率的影响特别显著。水吸收NO2是化学吸收与物理吸收并存的复杂过程,气液两相中存在溶质(NO2、N2O4等)和生成物(HNO2、HNO3等)的物理扩散和化学反应。该文分析了各种吸收条件下吸收液中亚硝酸和硝酸的浓度组成关系,讨论了吸收前后气相中NO2、N2O4的组成变化,证明了NO2在水中的吸收是以N2O4与水的化学反应为主。     

FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO的传质反应动力学

在双驱动磁力搅拌釜内,探讨FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO的传质反应动力学.实验结果表明:在pH值为6.0,温度为50℃的实验条件下,FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO气体为快速拟一级反应,所得到二级反应速率常数k2=1.41×108L·(mol·s)-1.实验增强因子与吸收液浓度的平方根成正比,将其与膜模型计算得到的理论增强因子进行比较,两者最大误差小于6%.     

运用宽带腔增强技术测量NO2的研究

运用宽带腔增强技术对NO2开展测量,采用中心波长为460 nm的高功率的蓝光LED作为光源,测量了在455~465nm波段范围内的NO2的光学吸收。利用氮气和氦气之间的瑞利闪射截面差异较大的原理,对腔镜的反射率进行标定,在455~465 nm波段的镜片反射率都在99.99%以上,在455.2 nm点的最高反射率达到99.990 8%。在腔镜之间的有效腔长为92cm,积分时间为30 s的条件下,测量了含NO2气体光学吸收的光谱。采用DOASIS软件进行了浓度反演,反演的得到的NO2的浓度为(21.25±1.7)ppb,不确定性在8%左右,标准曲线结果为y=1.001x+0.271,证明该方法测量NO2比较可靠。     

基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究

本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。     

基于光纤环衰荡腔的甲烷传感系统

为测量甲烷气体浓度,设计基于光谱吸收原理测量气体浓度的传感系统。该系统利用光纤环衰荡腔代替传统的光学腔,使光源产生的光脉冲信号在光纤环中多次循环吸收,延长了吸收路径,从而大大缩短了气室长度。利用该系统对甲烷气体浓度进行测量,对测量结果的参数进行分析,并通过实验仿真得到甲烷气体浓度与光脉冲信号衰荡时间的关系。结果表明:实验结果与理论相符,证明所设计系统正确可靠。     

紫外空芯光纤光谱式气体传感系统特性

利用内表面镀铝空芯光纤在紫外-可见光波段的低损耗特性,结合宽光谱光源和光谱仪,搭建了紫外-可见光波段的吸收谱式气体传感系统.理论研究了系统参数对吸光度的影响,对影响系统信噪比的因素进行了优化.实验测量得到了系统光源的发散角色散曲线,研究结果表明在宽谱光源下,为获得准确的损耗或吸收特性,需要根据系统光源发散角的色散特性对测试结果作相应的补偿.在255nm波长带对不同浓度甲苯气体进行了测量,得到了线性的甲苯浓度-吸光度曲线,精确度可达ppm量级.该传感系统搭建方便,测量迅速,对于在线传感监测及多波长测量具有很好的应用前景.     

光纤气体传感器的研究

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的机理,研制一种光纤式气全监测仪。根据被测气体的吸收峰对应的波长选择ＬＥＤ作为光源。采用不同频率的光源驱劝电路实现多种气体浓度的产时检测。为保证测量精度,信号处理采用相敏以及测量信号与参考信号比值技术。对甲烷和乙炔气体浓度的检测实验表明,系统具有一定的检测灵敏度和精度。仪器和系统不驻适于甲烷和乙炔气体浓度的检测,稍加改变结构参数,也可测量其它气体的浓度。     

O3同时去除SO2和NO的研究

将N2、O2、NO、SO2气体按一定比例混合成模拟工业烟气,将混合气体与0,同时通入反应器中。实验中,考察03／NO物质的量之比、温度以及不同的吸收液对脱硫脱硝的影响。实验结果表明,液相中O3对NO能有效氧化,然而S02的存在对NO的去除具有一定的负面影响。当O3／NO=1时,NO的去除率达到93．12％;Na2CO3溶液替代蒸馏水作为吸收液时,有利于NO和S02的去除;当温度在20～60℃范围内,NO和s02的去除率呈逐渐下降的趋势,但影响不大。     

自参考式光纤气体传感数据处理方法

气体检测是光纤传感领域的一大研究热点．在强度吸收型气体传感系统中,吸收致光强变化的检测直接影响到气体浓度的解调精度．以内腔吸收式气体传感系统为例,采用自参考式数据处理方法实现气体吸收谱线的自动识别与浓度解调．根据朗伯．比尔（L-B）定律,理论推导了光强检测误差对浓度解调误差的影响．采用自参考式浓度解调算法,提取了乙炔气体的吸光度曲线,并从理论和实验2方面计算了气体吸收峰的吸光度．分别采用自参考式和预参考式解调算法,再结合2种不同的拟合线型,计算了500组实验数据中9条乙炔气体吸收谱线的吸光度．结果表明,采用自参考式解调算法．Lorentzian拟合时解调误差最小且不超过250×10^-6．再结合波长扫描理论,浓度传感的解调精度可得到进一步提升．     

基于紫外光谱分析的烟气检测算法研究

由于气体间存在相互干扰,如何从连续的混合气体吸收光谱信号中分离并解算出各气体的浓度,是紫外光谱测量烟气有害成分的一个难题。为此在实验数据的基础上,基于朗伯-比尔定律提出了一种迭代算法。该算法利用紫外光在190~290 nm处不同气体对紫外光有不同的特征吸收峰,多次迭代运算,直到相邻两次气体浓度差小于某一数值为止,并通过编程实现了该算法。实验结果表明:测得的SO_2和NO_2浓度在满量程范围内相对误差不超过3%,可满足烟气排放污染物连续在线监测的要求。     

氮对光催化性能的影响:TiO_2纳米球和纳米线对比研究

使用阳极氧化和氨气退火N化的方法制备了N掺杂的TiO2纳米球薄膜和纳米线薄膜.经过N掺杂TiO2纳米线薄膜与未掺杂纳米线可见光区的光吸收强度相差不大,能带宽度从未掺杂样品的3.2eV缩小为3.1eV.TiO2纳米球薄膜在可见光区的光吸收显著增强,能带宽度由未掺杂样品的3.2eV缩小为2.8eV,同时纳米球生长被抑制,其直径约为50nm,明显小于未掺杂TiO2样品的100mn.在可见光照射TiO2氮掺杂纳米线薄膜和纳米球薄膜降解4h后,溶液中亚甲基蓝的浓度分别降至45%和44%,N掺杂样品获得了优异的可见光光催化活性.研究表明N掺杂导致的O空穴浓度增加和能带宽度有效减小是其可见光区光催化活性增强的主要原因.     

环糊精包埋方酰胺衍生物基化学探针的制备及其阴离子识别

制备了新型β-环糊精包埋方酰胺衍生物SA（1,2,3,8-四氢环丁[b]喹喔啉-1,2-二酮）的化学探针,用于I-和NO₂-的选择性识别.利用紫外-可见吸收光谱考察了包合物与F-、Cl-、Br-、I-、PF₆-、SO₄2-、CO₃2-、NO₃-、NO₂-的相互作用.结果表明,I-和NO₂-的存在下包合物溶液的紫外-可见吸收光谱分别在262和365 nm处吸收强度显著增强出现特征吸收峰,揭示了探针对I-和NO₂-具有较好的定性选择识别,并通过滴定试验分别对I-和NO₂-进行了定量分析.      

镀有敏感膜的长周期光纤光栅NO气体传感特性

为提高长周期光纤光栅(LPFG)化学传感器检测折射率小于1.4介质时的灵敏度,实现对一氧化氮(NO)气体的高灵敏度检测,采用在常规长周期光纤光栅包层外镀上折射率大于包层折射率的SiO2-WO3薄膜的方法,运用四层阶跃折射率耦合模理论,分析长周期光纤光栅谐振波长的光谱特性.当膜厚为最佳值时,谐振波长变化率最大,灵敏度最高.在室温下,用镀有不同膜厚的传感器检测体积分数为2%的NO气体.结果表明,只有镀3层膜的传感器谐振波长红移4.77 nm,灵敏度达3%,元件响应时间10 s,恢复时间20 s,其他膜厚的传感器谐振波长没有变化.     

紫外辐照NaClO2溶液对NO转化率的影响

采用峰值波长为365 nm的UV光辐照预处理NaClO_2溶液,并基于模拟烟气系统和喷淋反应器开展脱硝实验,实验研究了UV辐照预处理时间、溶液浓度、溶液初始pH值等不同影响因素对NaClO_2溶液脱硝效果的影响。结果表明:UV辐照预处理可以明显强化NaClO_2溶液对NO转化率。与无UV辐照预处理相比,浓度为2 mmol/L、初始pH值为3的NaClO_2溶液经10 min UV辐照预处理,可使NO转化率从26.14%提高至83.86%,并对可能的反应机理进行了讨论分析。     

甲基绿为内标分光光度法测定铝合金中的铁

在样品及标准系列中均加入一定量的甲基绿作为内标,分别于510nm和630nm处测量吸光度。比值A_(510)/A_(630)与样品中的铁含量呈良好的线性关系。该比值与样品体积的变化无关,测定时不必准确稀释,可根据样品浓度的大小任意稀释体积.本法测定的准确度和精密度良好,应用于铝合金中铁的测定获得较满意的结果。     

太极拳运动对原发性高血压作用机制

目的:探讨太极拳对高血压的降压作用与机制.方法:经医院确诊为1级原发性高血压患者52例(男28例、女24例),平均收缩压150.4±7.7,舒张压96.8±5.4.陈式太极拳锻炼90d,2次/d,分别在6:30am(早餐前)和8:00pm(晚饭后)进行,每次40min;血浆NO浓度64.3±20.8.观察实验前、中、后动脉血压、血浆一氧化氮(NO)浓度.结果:90天的陈式太极拳练习使运动血压发生显著的下降(P<0.05),平均收缩压132.8±6.8,舒张压86.6±5.9,平均降幅收缩压18.05mmHg、舒张压9.9 mmHg;日平均降幅收缩压0.22 mmHg、舒张压0.13 mmHg;血浆NO浓度有显著增加(P<0.05),平均浓度为79.5±22.4.结论:太极拳运动对原发性高血压有明显的降低血压作用,降压效果男性略优于女性.太极拳的运动特性对大脑皮层以良好的刺激,调整中枢神经系统机能活动能力,提高血浆一氧化氮浓度,促进一氧化氮的合成与释放,增加血液循环系统功能;太极拳运动是原发性高血压患者的合适运动疗法.     

单电极尖端放电等离子体NOx还原特性试验研究

利用新型低能耗N2-NO系统单电极尖端放电等离子体NOx还原试验系统，得到了对实际多电极放电等离子体NOx脱除有指导意义的还原特性．在建立N2-NO系统单电极尖端放电等离子体NO还原试验系统的基础上，以电极极间电压表征电场物理特性，尖端距离表征电极几何特性，得到了电场物理特性及电极几何特性对活性N原子产生及脱硝率的影响规律．试验结果表明，脱硝率随尖端距离的增大而先增后减，随极间电压和气体停留时间的增大而增大，尖端距离是决定电极之间的电场强度和气流停留时间的关键几何变量．利用活性N原子的产生条件解释了放电外轮廓直径及电场强度随尖端距离变化的消长规律．     

烟气再循环对蓄热式平焰燃气炉内燃烧特性的影响

平焰燃烧与蓄热式燃烧技术一起使用时火焰温度较高,热力型氮氧化物生成量较大。采用烟气再循环技术是降低蓄热式燃烧过程中热力型氮氧化物的生成量的有效途径之一。文中采用蓄热式平焰燃气试验炉、综合烟气分析仪、热电偶等设备,对比研究了采用烟气再循环和不采用烟气再循环2种工况下平展流火焰特性、炉顶温度分布和烟气中NO生成特性。结果表明:采用烟气再循环使平展流火焰面暗区变小,燃烧区域扩大,火焰面温度分布更加均匀,烟气中NO浓度明显降低,火焰面峰值温度降低9℃,谷值温度升高37℃,NO浓度最大降幅为20%。     

含水条件下多组分污染气体的FTIR同时在线测量

为实现燃煤烟气同时脱硫脱硝实验中含水条件下NO、SO2、NH3、NO2和N2O五种污染气体的同时在线测量,建立了FTIR定量分析方法.各组分气体的标定范围涵盖了实验室规模烟气脱硫脱硝实验中所用到的典型浓度.使用一系列已知浓度的混合气体对定量方法的性能进行了验证,并对测量误差进行了讨论.结果表明:选取合适的采样和定量方法参数,可以实现上述5种气体在含水条件下的同时在线高精度测量,在无H2O条件下,单组分测量结果误差为士2%;在5%H2O条件下,NO测量精度仍不降低;在5%H2O和14%CO2共存条件下,NO、SO2和NH3同时测量结果误差分别为±2%、±3%和±3%.