基于差分光学吸收光谱技术检测室内空气质量研究

基于差分光学吸收光谱法原理,研究了一套室内空气质量检测装置.用可调谐二极管激光作为传感光源,采用波长调制方法,通过对谐波信号进行光电探测可得气体浓度.还特别设计了一个利用多个凹面反射镜来延长测量光程的光学系统,可提高系统的检测灵敏度.     

基于相关光谱和差分检测的气体传感系统

基于相关光谱和差分检测技术提出了一种新型的光纤气体传感系统,实现了对微量气体的高灵敏度、高准确度、实时在线检测.首先对该系统进行了详尽的理论分析,然后在合理选择实验器件的基础上搭建了一个光纤气体传感系统,测量乙炔气体的体积分数.该系统不仅消除了光强波动及待测气体中杂质气体的干扰,而且也避免了周围环境中噪声和杂散光的影响.实验结果表明,系统的分辨力可达0.5‰,测量灵敏度为6.62μV,最大绝对误差为0.15‰,相对误差为7.5%,稳定性为2.27%,重复性误差为0.817%.     

基于卡尔曼滤波的差分光学吸收光谱法

针对差分光学吸收光谱(DOAS)技术中气体吸收结构的重叠问题,提出利用卡尔曼滤波进行光谱校正.卡尔曼滤波是一种递推式的现代滤波方法,它在吸收结构严重重叠的情况下,仍可得到很好的分析结果.文中简介了差分光学吸收光谱法,分析了卡尔曼滤波原理,并应用卡尔曼滤波对大气中SO2的差分光学吸收光谱进行了研究,同时探讨了大气中NO2和O3对SO2测量的影响.实验结果表明,该方法可有效地校正重叠,提高了DOAS系统的精度.     

差分吸收光谱反演方法在环境监测系统中的研究

人类活动对环境的破坏致使环境的恶化,悬化的环境反作用于人类,给人类的生存和活动造成威胁,造使人类进行自省。并设计各式各样的系统对环境进行监测,用以改善环境。目前,利用差分吸收光谱方法反演对大气环境污染源造行监潮的应用较多。本文简要说明了盖分吸收光谱法的基本原理和特点,阐述了差分吸收光谱反演方法在环境监测系统中的应用。     

基于光谱吸收的CO2气体检测系统

针对CO₂气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO₂气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻峰,以提高检测系统的稳定性与准确性。通过对系统的标定与校准,系统测量相对误差小于0.8%,系统重复性小于0.06%,响应时间不超过18 s,对空气中CO₂的体积分数进行连续4 h监测,其值的波动范围为360×10^-6 ~ 400×10^-6。试验结果表明该系统具有较好的稳定性与可靠性,可满足CO₂气体实时在线监测的应用需求。     

差分光学吸收光谱法测量大气中的亚硝酸

应用差分光学吸收光谱法在复旦大学校园内选取适当的地点对亚硝酸(HONO)进行了为期近3个半月的监测(从2002-12-14至2003-04-01),通过测得的数据,分析了亚硝酸在监测期间的浓度变化规律,以及在1日内HONO与NO2,O3的变化规律,得到的结果与国外报道相符合．     

基于差分吸收检测技术的非分散红外CO2呼吸气体传感器

采用非分散红外(non-dispersive infrared,NDIR)气体传感器实时检测呼吸气体中的CO2气体浓度,进而反映人体运动机能和代谢功能等身体状态,可以满足人类日益增强的对自身健康状况进行了解的需求.利用电调制微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)光源和双通...     

小波变换-差分吸收光谱法在NO气体浓度反演过程中的研究

差分吸收光谱法通过快变(窄带高频)分子特征吸收部分来区别微量气体种类。在实际的测量中由于系统噪声信号叠加在吸收光谱上,进而影响测量结果。差分吸收光谱法较为常见的去噪分析方法为多项式拟合平滑滤波的方式,因此提出在不影响原有差分吸收光学密度细节的基础上采用小波变换-差分吸收光谱法进行逐层解析去噪。首先,利用软阈值小波去噪处理随波长在0上下波动的差分光学密度曲线,然后取绝对值求其绝对面积积分。不同气体浓度的差分吸收光学密度的面积积分不同,以此建立浓度反演方程,提高了反演精度。对于本系统而言采用db4母小波的小波母函数和一层分解层数效果最好。     

差分光学吸收光谱法在线测量燃烧污染产物浓度

本文将差分光学吸收光谱法(DOAS)应用于在线测量燃烧污染物浓度,介绍了DOAS的基本原理,描述了实验系统,并介绍了三角平滑法处理DOAS吸收截面数据和利用差分光学密度与差分吸收截面之间的互相关来求得混合气体中各气体组分的浓度的方法。     

差分吸收光谱技术在大气监测领域中的应用

随着人类经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事件也时有发生。如何防治污染、保护环境,成为当代科学的一个课题。痕量气体光谱分析技术检测大气污染具有检测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态检测等优势。差分光学吸收光谱技术(DOAS)是探测大气中痕量气体成分的现代光谱遥测技术。由于其高准确性和高分辨率、可同时对多种气体进行测量等优点被广泛用于城市空气质量、污染源排放(如:高速公路、企业排放)、对流层和平流层的大气痕量气体成分及自由基的测量。它可以同时测量大气中多种气体分子,如CO2、SO2、NOx等。本文介绍了主要介绍差分吸收光谱技术的原理、测量精度影响因素及其在大气监测领域中的应用。     

差分吸收光谱技术及在大气监测领域中的应用

差分吸收光谱技术(DOAS：Differential Optical Absorption Spectroscopy)是一种光谱监测技术，其基本原理就是利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演出微量气体的浓度。凭借其低廉且简单的设备装置和出色的监测能力，DOAS技术在大气监测领域内在国外已经被广泛应用。鉴于国内的污染形势的日益严峻及对此新兴技术知识的匮乏。对于DOAS技术的工作原理、浓度反演方法及其在大气研究领域内的应用与发展前景做了较为详细的介绍，为今后在大气监测领域里研究和应用DOAS技术提供了必要的理论知识。     

光吸收谱法鉴别碳化硅晶体的多型体结构

用光吸收谱法对3种常见的碳化硅单晶多型结构进行鉴别,结果显示,4H-、6H-及15R-碳化硅多型体结构的光吸收谱的吸收边位置有明显差别,计算表明,这对应于其自身的带隙宽度.同时从吸收谱上还可以看到非故意掺杂引入的载流子引起吸收边的偏移.分析了不同掺杂类型对吸收边的影响.     

差分吸收式甲烷气体传感系统研究

该系统在系统设计、光源处理、气室的选择等方面对传统的实验系统进行了改进.消除了光源波动和光路干扰,解决了其他气体对甲烷气体测量的交叉干扰,测量精度也随之提高.经多次试验,系统重复性、稳定性良好.通过更换光源或不同中心波长的滤波片,该系统还可用于其他气体的测量,有很好通用性.     

基于差动共焦的并行三维形貌检测系统的研究

为提高并行共焦检测系统的测量精度和分辨率，基于差动共焦原理，提出了一种全场非扫描三维形貌检测系统．该检测系统利用微透镜阵列产生的二维点光源阵列来实现并行全场共焦探测；反射光路采用差动设计，使用两个CCD同步测量离焦光斑强度信号。通过使用光斑光强差动算法，可以有效抑制光源的噪声和漂移对测量结果的影响；利用差动共焦特性曲线中的线性关系，实现在较大采样间距下获得较高的轴向分辨率。实验证明该检测系统是可行的。     

对称金属包覆光波导吸收传感器的研究

根据光波导导波层液体折射率随液体浓度不同而有所变化,从而研究了一种通过吸收测量而探测出光波导中液体浓度变化的传感器.分析了光波导吸收传感器的实验原理,并通过自行设计的这种双面金属包覆波导结构组成的传感系统进行了相关的实验,得到了不同浓度液体的光谱吸收特性曲线.实验结果表明,该传感器系统具有结构简单、成本低、易于加工、探测灵敏度高等优点.     

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。     

GaAs纳米颗粒复合薄膜光吸收特性研究

对射频磁控共溅射技术制备的GaAs半导体纳米颗粒复合薄膜光吸收特性进行了研究.与大块GaAs材料相比,复合薄膜的光学吸收边发生了明显的蓝移,GaAs颗粒尺寸3 2nm的复合薄膜吸收边蓝移达1 16eV.