TDLAS二次谐波信号检测下限计算方法的研究

Atmospheric trace gas detection method based on tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) has high sensitivity and real-time response characteristics. According to the characteristics of semiconductor lasers, amplitude modulation and residual amplitude modulation noise can also occur when the wavelength is modulated directly and the impact can not be ignored in the case of larger absorption linewidth. In order to investigate the impact of residual amplitude modulation to SNR and detection limit, a second harmonic signal analysis and extraction method is introduced with taking into account simultaneously the wavelength and amplitude modulation. The difference between peak and valley of second harmonic signal are utilized for the system detection signal to calculate the SNR and detection limit. The results show that residual amplitude modulation noise is an important factor to affect the detection limit.     

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TDLAS的一氧化碳浓度检测的研究

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是利用气体分子的吸收光谱技术,痕量大气中污染气体的成分及浓度的新方法．介绍了TDLAS系统的组成及原理,分析了气体检测中二次谐波信号的检测原理,建立了待测浓度气体的二次谐波信号与标准浓度的二次谐波信号之间的模型,并用实验验证了该模型的准确性．     

TDLAS技术在天然气微量泄漏检测过程中的应用

随着全球对天然气的需求急剧增加,管道输送也显得越来越重要,而高效迅速的天然气管道泄漏检测技术是管道安全运行的重要保障。TDLAS检测技术是利用气体分子吸收光谱的原理来进行天然气泄漏检测的。本文将系统详细的介绍TDLAS技术的研究进展和原理方法,而且设计了一种实验室的TDLAS实验系统,最后指出了现在仍存在的一些问题和未来发展。     

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TDLAS技术的高斯线型二次谐波数值模拟与分析

作为新的痕量气体监测分析方法,可调谐二极管激光吸收光谱学的二次谐波技术在大气化学研究和污染气体监测得到实际应用.本文以CO气体的中心波长为λ0=1 579.74 nm的P(5)振-转吸收谱线为目标,建立高斯-线型的二次谐波信号数值模型,仿真得到二次谐波曲线,研究了二次谐波信号特性与调制度m的关系.并对仿真结果与洛仑兹吸收线型二次谐波信号特性进行了分析和比较.     

基于TDLAS的甲烷传感器高灵敏信号处理方法研究

基于可调谐半导体激光吸收光谱,提出了一种新的数字信号处理方法用于提高吸收光谱测量的灵敏度。将该方法应用于瓦斯气体探测实验,研究结果表明：采用卡尔曼滤波可以使波长调制光谱的信噪比提高一个数量级,由于该方法不需要增加系统设备的成本,故比其他噪声抑制技术有更实用价值。     

基于小波变换的弱信号检测方法研究

介绍了小波变换原理,对利用小波变换实现弱信号检测的性能进行了分析,并利用仿真结果说明小波变换能提高信噪比。     

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...     

超短脉冲3次谐波转换研究

针对由三阶非线性效应引起的I类角度失谐3次谐波转换进行了研究,讨论了群速度失配、自相位调制和交叉相位调制、晶体厚度以及失谐角度对3倍频光脉冲波形、频谱及转换效率的影响.研究结果表明:群速度延迟使转换效率下降,3倍频光脉冲展宽;自相位调制及交叉相位调制会降低转换效率,使3倍频光脉冲形状发生畸变;晶体厚度对3倍频光脉冲的展宽和转换效率均有较大影响;合适的失谐角度可有效地提高转换效率.     

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。     

基于TDLAS技术判定猪肉挥发性盐基氮含量

挥发性盐基氮(TVB-N)含量是猪肉新鲜度检测中的一项重要指标。为了检测猪肉变质过程中挥发出的硫化氢气体(H₂S)浓度,设计了一套基于激光气体检测技术(TDLAS)的气体检测系统,同时利用国标方法测量了相同环境下TVB-N的含量,并探究了新鲜猪肉在25℃,70% 相对湿度(RH)的环境下腐败过程中TVB-N与H₂S气体浓度的变化规律以及两者间的数量关系。结果表明,新鲜猪肉在变质过程中,TVB-N含量和H₂S浓度都逐渐增加,且不同时间点所测得H₂S浓度与TVB-N含量呈直线正相关(p<0.02)。因此,在猪肉变质过程中可以用TDLAS检测H₂S的方法来间接测量TVB-N含量,从而可以快速、无损、精准得到TVB-N含量,提高了肉质检测的效率。     

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．     

求极限方法研究

求极限是高等数学中最基本的运算之一,由于题型多变,所以方法灵活,技巧性强,本人根据多年的教学实践归纳概括出几种方法结合实例呈献给读者。     

基于光谱吸收法经皮给药药液体积分数检测

针对经皮给药技术中药液体积分数的检测要求,提出了基于光谱吸收法的药液体积分数检测方法.通过光源、耦合器、分析池、光纤光谱仪及光功率计等搭建光路.根据朗伯-比尔定律,锁定药液在某一波长处的吸收峰,根据吸收峰处光强变化与药液体积分数成比例的关系,检测出药液体积分数的变化.同时利用光功率计直接检测光信号经过分析池的光强度,寻找光强度与药液体积分数之间的关系.该检测方法具有灵敏度高,响应速度快,可实时监测等优点,在经皮给药技术中作为药液体积分数实时检测具有较深远的临床应用前景.     

基于信噪比排序的MIMO-OFDM信号检测方法

在多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统信号检测中,基于虚实分解的宽度优先检测算法(QR decomposition associated with the M-algorithm to MLD,QRD-M)通过QR分解和对每层星座点的筛选,实现了较低复杂度的检测,具有很好的应用前景.但该算法随收发天线数和调制阶数的增加而难以实现性能与复杂度的折衷.针对此缺点,提出了一种基于信噪比排序的信号检测改进方法.该方法在传统QRD-M算法的基础上,通过对不同接收天线进行信噪比(signal-noise ratio,SNR)排序,从信噪比最大的天线开始检测,避免了误差传播现象,从而加速树搜索过程,再结合动态门限树搜索,不断缩小搜索半径,直至找到最小累计度量值所在分支.仿真结果表明,与传统QRD-MLD算法相比,基于性噪比排序的动态门限信号检测算法能以较低的复杂度获得接近于最大似然检测的性能.     

基于SRFFT算法的快速小波变换谐波检测法

为快速准确的提取谐波分量及克服传统的FFT方法无时域局部性的缺点,提出一种基于复序列加窗插值分裂基快速傅里叶变换算法(SRFFT)的快速小波变换谐波检测法,以便准确快速的提取谐波.该方法采用凯瑟窗函数作为窗函数,通过改变β值和采样点数在主瓣宽度与旁瓣衰减之间进行选择;运用SRFFT算法、Mallat算法以及离散小波变换(DWT)算法对信号进行快速分解及重建.模拟分析结果表明,该方法运算精度很高,可以快速准确的提取谐波信号参数.