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可调谐激光吸收光谱应用于气体二维浓度分布重建研究

Two-dimensional reconstruction for gas concentration with tunable diode laser absorption spectroscopy

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摘要

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS), 设计了气体浓度二维分布重建系统。将单路可调谐激光分为24路, 交叉穿过目标区域, 得到24组直接吸收信号(DA), 并采用代数迭代法(ART)计算得到目标区域气体浓度二维分布。搭建了二维气体浓度分布测量试验台, 利用中心波长在1.653μm的DFB激光器作为光源, 选取HITRAN 数据库CH4的2v3带R(3)线作为计算谱线进行数值模拟和试验验证, 并对重建结果进行了误差分析。结果表明重建系统能很好的实现气体二维浓度分布重建测量。

Abstract

A gas concentration reconstruction system is designed based on tunable diode absorption spectroscopy (TDLAS). A single diode laser is split into 24 beams crossing the target region. The 24 direct absorption (DA) signals are used to calculate the two-dimensional gas concentration distributions in the target region via algebraic reconstruction technique (ART). A test stage is established and a DFB laser with the central wavelength 1.653μm is chosen as the light source. The absorption transition R(3) in the second overtone band of methane is selected from a HITRAN database. Based on these considerations, a numerical simulation and a verifying test are conducted as well as the error analysis. The results show relatively great fidelity of the two-dimensional gas concentration distribution reconstruction.

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补充资料

中图分类号:TK314

所属栏目:光学测量

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB219802);浙江省自然科学基金项目(R1100395);“高等学校学科创新引智计划” 资助项目(B08026)

收稿日期:2012-08-28

修改稿日期:2012-12-29

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

邢大伟:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
王飞:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
姜治深:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
王超:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
张海丹:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
严建华:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027
岑可法:浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027

联系人作者:邢大伟(21027087@zju.edu.cn)

备注:邢大伟(1987-)男, 硕士研究生, 从事激光吸收光谱测量研究。

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引用该论文

XING Dawei,WANG Fei,JIANG Zhishen,WANG Chao,ZHANG Haidan,YAN Jianhua,CEN Kefa. Two-dimensional reconstruction for gas concentration with tunable diode laser absorption spectroscopy[J]. Optical Technique, 2013, 39(3): 241-246

邢大伟,王飞,姜治深,王超,张海丹,严建华,岑可法. 可调谐激光吸收光谱应用于气体二维浓度分布重建研究[J]. 光学技术, 2013, 39(3): 241-246

被引情况

【1】张立芳,王飞,俞李斌,吴奇,严建华. 基于吸收光谱技术在线测量煤球热解过程中CH4气体的浓度. 激光与光电子学进展, 2017, 54(8): 83001--1

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