应用于精准发酵的激光CO2尾气在线检测技术研究

针对精准发酵过程特征气体实时在线监测的需求,采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）方法对发酵尾气中CO2进行了检测技术研究,并结合精准发酵工艺特点,研发了一套激光CO₂在线监测分析系统,检测量程为0~2%,实现了全量程范围内测量误差小于0.08%,响应时间达到5.46 s。现场试验结果表明,该系统具有较高的灵敏度、稳定性与可靠性,并且使用寿命较长,适用于精准发酵过程特征气体的在线监测。     

基于可调谐激光光谱气体分析仪

提出了一种采用可调谐激光吸收光谱法的气体分析仪。通过改变激光器的电流达到改变输出波长,通过扫描检测气体的特征吸收峰进行检测分析。     

基于激光吸收光谱的水泥工业废气检测方法

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有灵敏度高、选择性强、响应快速等特点。利用中心波长为1 579nm的光通信波段光纤耦合近红外分布反馈(DFB)式半导体激光器,结合波长调制技术,建立了基于TDLAS的水泥工业废气实时检测实验装置。通过波长调谐使激光波长同时覆盖CO和CO2的吸收线,实现对这两种成分的同时检测。CO和CO2的最低检测浓度可达4×10-5(体积分数),满足对水泥工业废气的检测要求。     

基于差分吸收光谱法的烷烃气体检测系统的研制

利用差分吸收光谱（DOAS）技术研制开发了一套烷烃类气体检测实验系统,在该实验系统上测量了CH4的吸收光谱以及吸收截面,并利用这些参数开展了CH4气体浓度反演算法的研究.实验结果表明：在常温常压下,CH4的检测结果与标准浓度之间的线性拟合系数R2为0.9998,误差小于3%,CH4的最低检测限为0.01%.这些工作为烷烃光谱录井仪的研发奠定了基础.     

辅助气体对CO2激光焊接等离子体的作用

从ＣＯ２激光焊接时等离子体产生的机理出发，针对厚板焊接，采用一套精密调节装置对辅助气体控制等离子体的主要工艺参数进行了试验研究，并对焊接时等离子体行为、小孔及熔池的运动进行观察。结果表明：无论采用何种常用气体，只要其压力稍高于金属蒸气压力，等离子体被压缩和控制，就可获得最佳的深穿透焊缝。     

基于红外光谱成像的危险气体泄漏检测技术综述

危险气体检测技术是石化等企业安全生产的必要保障之一,在工业生产中有着重要的作用。本文首先比较了现有气体检测技术的优缺点,明确了基于分子吸收光谱的红外成像技术在危险气体检测中具有适用于远距离监测、可对浓度进行分析的优势,进而为泄漏检测提供了可行的解决方案;其次介绍了红外光谱成像技术的检测原理与硬件构成;接下来列举并分析了泄漏气体图像可视化及气体浓度分析的相关研究;然后分析了基于红外图像分析技术的气体泄漏自动检测算法,并分别对传统的基于图像处理的方法与深度学习算法的发展现状及其存在的问题进行了深入的分析;最后对红外光谱成像技术难点与发展趋势进行了总结。     

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...     

CO2红外可调谐激光器的设计

根据ＣＯ２分子振－转光谱在红外有丰富谱线的特点，设计了输出强线为３Ｗ，弱线为２００ｍＷ的可调谐激光器，并经实验证明了设计的正确性。     

O2和CO2气体的热容

本文通过对多原子分子配分函数常温情况下的具体讨论,详细分析了产生Ｏ２和ＣＯ２气体分子定压降摩尔热容理论值与实验值差异的原因。     

基于LabVIEW的TDLAS检测系统多参数影响研究

在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)红外气体检测系统中,用来表征气体体积分数大小的二次谐波信号,易受到各类硬件参数的影响.基于比尔朗伯定律与HITRAN数据库,使用LabVIEW研究参数对二次谐波的谐波幅值、对称度、峰宽的影响,并进行了谐波优化仿真实验.结果 表明:对于一般TDLAS检测系统,应优先选择合适...     

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。     

激光频率调制光谱法测量甲烷的吸收光谱

采用激光频率调制吸收光谱技术，实现了国内首次用连续可调谐单膜半导体铅盐激光器测量出泥浆气中（经过简单物理处理）的CH4在3325nm附近的吸收光谱，其高分辨率谱线的测量对实际问题的应用有着重要的意义。     

中空纤维膜吸收CO2过程的膜浸润研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件吸收CO₂,研究了二乙醇胺(DEA)水溶液对疏水微孔膜的润湿作用。实验分别考察不同吸收液浓度、温度、流速以及气体流速对膜润湿的影响,并通过对膜吸收和膜浸润过程的理论分析,建立了考虑孔径分布和浸润时间影响的相对浸润深度表达式。实验结果表明：随着吸收过程的进行,膜孔的平均相对浸润深度η逐渐增加,导致膜相传质系数k_m随时间逐渐下降,虽然η增加缓慢且幅度很小,但由此引起的k_m下降却非常明显;随着DEA浓度增加,膜孔的平均相对浸润深度η值变小;升高温度或提高液相流速都会使η增加,但温度对膜浸润的影响更加明显;在气相阻力可以忽略的条件下,改变气相流速对膜浸润的影响不大。     

pH法用于乙醇胺吸收二氧化碳的研究

从理论上推导出乙醇胺(MEA)水溶液在吸收CO2过程中浓度与pH值的关系方程式.采用pH值法,测定了不同条件(温度和浓度)下乙醇胺溶液吸收CO2过程中pH值变化.讨论了不同温度和浓度下乙醇胺消耗量与时间的关系,比较了不同条件下的吸收速率,并求出了MEA与CO2的反应级数、速率常数和活化能.     

矿用光纤气体检测中的最小二乘拟合方法研究

由于矿用光纤气体检测系统中线性最小二乘拟合方法只适用于光谱吸收率小于0.1的气体检测,针对光谱吸收率增大时气体吸收谱线与浓度的变化呈现非线性的问题,本文采用阻尼最小二乘拟合算法进行气体浓度的计算。实验结果表明,改进的矿用光纤气体检测系统检测极限由原来的100 ppm提高到了30 ppm量级,简化了标定程序,能够更好地满足煤矿安全生产的需求。     

掺杂Li4SiO4材料的CO2吸附研究

Recycling and utilizing CO2 is very important significance to realizing energy saving and emission reduction. Lithium silicate (Li4SiO4) absorbents for CO2 were prepared by high-temperature solid-state reaction. Thermodynamic equilibrium of Li4SiO4 absorp-tion CO2was discussed using the HSC5.0 code. The capability of Li4SiO4 for absorption CO2 was investigated using the thermobalance instrument. The crystal structure and surface morphologies of the Li4SiO4were also analyzed by X-ray diffraction, SEM. The results showed: the absorption reaction is fast in the temperature range 600～720 ℃, the maximum absorption rate (w) was 29.16% ; and the desorption reaction began in 750 ℃, then Li4SiO4 is regenerated. The concentrations of CO2 obviously affect on the absorption speed and the maximum absorption rate; but the flow rate of CO2 little influences the absorption capability.     

波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断 技术适用情况讨论

针对波长扫描直接吸收光谱法(SDAS)在燃烧诊断应用中受温度与压强等参数影响的问题,采用光谱仿真计算讨论该方法的适用情况,以常用的H2O分子7 185.597cm-1谱线为例,基于HITRAN光谱数据库,对不同温度和压强下分子吸收光谱影响因素进行分析.根据目前二极管激光器调制范围一般在2cm-1以内,得到了燃烧诊断应用中SDAS技术适用的一般原则,并对适用范围的拓展提出了建议.     

Compact fiber-optic diode-laser sensor system for wide-dynamic-range relative humidity measurement

A compact fiber-optic diode-laser sensor system for measuring relative humidity is studied. In such a system, a distributed feedback laser lasing near 1877 nm is used as light source while a high-precision Pt resistance as temperature sensor, an accuracy of 0.1% relative-humidity can be achieved. The laser sensor system is able to lock to the absorption peak and calculate the density of water vapor without any additional reference measurements. Using programs built in to the microcontroller unit, the laser system can switch functions between direct measurement at high density and second-harmonic detection at low density. The system can switch between the two modes automatically and work in a wide dynamic range.     

可调谐半导体激光光谱技术在工业控制监测氧气浓度中的应用

采用分布反馈式（Distributed feedback,DFB）半导体激光器作为光源,通过检测760nm附近氧气的一条转动吸收线对排放的气体中氧气的浓度进行实时监测．采用开放式双光程设计,并通过背景信号拟合的方法消除消光系数对检测的影响．实验结果证明,该方法是可以对氧气的实时在线浓度进行检测的一种比较简单的方法．