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 基于中红外吸收光谱技术的燃烧场CO浓度测量研究

彭于权 阚瑞峰 许振宇 夏晖晖 聂伟 张步强

[摘要]燃烧场组分的测量对于燃烧诊断具有重要的研究意义。基于可调谐激光吸收光谱(TLAS)技术, 采用中红外带间级联激光器(ICL)扫描一氧化碳(CO)的2060 cm-1(v=1←0,P20)吸收谱线, 实现了对燃烧场CO浓度的测量。实验通过燃烧...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(09):0911010

 激光吸收光谱流场诊断技术应用研究与进展

阚瑞峰 夏晖晖 许振宇 姚路 阮俊 范雪丽

[摘要]可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术作为一种先进的光谱检测手段已经被广泛应用于燃烧流场和风洞环境的过程诊断中, 它可以实现流场温度、组分浓度、气流速度等多参数的在线精确测量。介绍了TDLAS技术的基本原理及其在流场...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(09):0911005

 可调谐二极管激光吸收光谱技术的应用研究进展

聂伟 阚瑞峰 杨晨光 陈兵 许振宇 刘文清

[摘要]随着半导体激光器的发展, 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术有了巨大的进步, 应用领域迅速扩大。已经有超过1000种TDLAS仪器应用于连续排放监测以及工业过程控制等领域, 每年全球出售的TDLAS气体检测仪器占据了红外...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(09):0911001

 基于频分复用波长调制光谱的NO2及NH3浓度测量

陈祥 阚瑞峰 杨晨光 胡迈 姚路 范雪丽 何亚柏 裴晓凡 刘建国

[摘要]基于中红外量子级联激光器(QCL)以及频分复用波长调制光谱技术,实现了NO2及NH3的高精度同时测量。对中心频率在1600.0 cm-1及1103.4 cm-1附近的两支QCL施加不同频率的正弦调制,利用数字锁相技术得到了测量信号在不同...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(05):0512004

 基于CORDIC算法的波长调制光谱技术

袁 峰 何亚柏 姚 路 陈 祥 魏 敏 许振宇 范雪丽 胡佳屹 阚瑞峰

[摘要]介绍了波长调制光谱技术的检测原理,分析了传统的基于现场可编程门阵列(FPGA)的波长调制解调算法的优缺点,进而提出了一种基于坐标旋转数字计算机(CORDIC)原理的FPGA波长调制解调算法。介绍了该算法的原理和基于...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(07):073002

 Voigt线型两翼拟合非均匀流场吸光度的方法研究

聂 伟 叶擎昊 许振宇 张光乐 夏晖晖 阚瑞峰

[摘要]在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱(dTDLAS)技术中, 需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、 组分浓度等参数。 对于非均匀流场, 单光路吸收光谱测量时, 由于沿测量路径的谱线展...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2017, 37(03):816

 基于TDLAS的二维温度场分布反演软件设计

陈福多 刘建国 阚瑞峰 许振宇 夏晖晖 陈祥

[摘要]可视化的二维温度场分布反演软件对温度场重建分布起到了重要的作用。基于可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)技 术,结合代数迭代算法(algebraic reconstruction techniqu...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2017, 12(05):393

 快速腔长扫描光腔衰荡光谱仪及其在痕量气体测量中的应用

孙丽琴 陈兵 何亚柏 李明星 陈祥 阚瑞峰

[摘要]基于PZT快速腔长扫描技术和可调谐连续DFB激光器,搭建了一套快速腔长扫描光腔衰荡光谱探测装置,通过PZT快速腔长扫描实现激光单纵模与光腔纵模的模 式匹配与破坏,以完成腔内光信号的独立衰减以及对此衰减过程快慢的测量...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2016, 11(03):197

 采用TDLAS的超音速气流中氧气质量流量检测法

贾良权 刘文清 阚瑞峰 刘建国 姚路 魏敏 阮俊

[摘要]以激光多普勒频移原理为基础, 结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱技术, 以氧气分子在13 144.5 cm-1附近的吸收谱线为研究对象, 在实验室建立了一套基于波长调制可调谐二极管吸收光谱技术的超音速气流质量流量测量...

 PDF全文光子学报 | 2015, 44(07):0730001

 波长调制-TDLAS技术测量风洞中氧气流速方法研究

贾良权 刘文清 阚瑞峰 刘建国 姚路 许振宇 戴云海 魏敏

[摘要]为了有效地测量风洞中的气体流速,以激光多普勒频移原理为基础,结合波长调制可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,利用HITRAN 数据库,选取氧气(O2)分子在13144.5 cm-1附近的吸收谱线作为研究对象。在软件中建立了...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(07):0715001

 基于TDLAS的长光程环境大气痕量CO监测方法研究

姚路 刘文清 刘建国 阚瑞峰 许振宇 阮俊 戴云海

[摘要]CO作为大气中重要的污染物和煤矿、油田等环境的危险气体,CO浓度的实时监测对生产生活安全具有重要意义。筛选出CO位于2334 nm附近的R(6)吸收谱线,搭建了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的长光程开放光路大气CO 监...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(02):0215003

 高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱方法探测大气CH4含量

孙丽琴 陈兵 阚瑞峰 李明星 姚路 魏敏 何亚柏

[摘要]搭建了基于近红外连续激光器的高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱仪(SC-CRDS)。通过压电陶瓷(PZT)快速扫描腔长,并用跟踪电路使腔长自动跟踪激光波长变化,实现衰荡光谱的快速测量。利用CH4在1653.73 nm (6046.95 cm-1)附...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(09):0930002

 基于可调谐半导体激光吸收光谱的CO和CH4实时检测系统设计

李明星 刘建国 阚瑞峰 姚路 袁松 戴云海 魏敏 许振宇 阮俊

[摘要]可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高灵敏度和高分辨率等特点,被广泛应用在痕量气体的快速检测中。研制了基于TDLAS 的开放式长光程CO 和CH4实时检测系统,采用直接吸收的方法,避免了波长调制技术中必需的浓度标...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(04):0430001

 TDLAS氧气测量系统中激光器调谐性能测试与优化

何俊峰 胡军 阚瑞峰 许振宇 王涛

[摘要]TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)技术以其分子光谱高选择性、 速度快、 灵敏度高、 非接触测量等难以取代的优势, 成为燃烧过程诊断等应用的首选, 可以有效用于氧气测量。 DFB(分布反馈)半导体激光器以其体积小、 功耗...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(03):577

 基于代数迭代算法的燃烧火焰温度场和气体浓度场重建研究

夏晖晖 刘建国 许振宇 阚瑞峰 何亚柏 张光乐 陈玖英

[摘要]基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术, 以水汽作为目标气体, 采用直接吸收的测量方式, 探测了甲烷空气预混平焰炉燃烧区域水汽的吸收光谱信号, 通过ART(algebraic reconstruction technique)代...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(10):2697

 球载TDLAS的对流层CO2浓度廓线探测

姚路 刘文清 刘建国 阚瑞峰 许振宇 阮俊 袁松

[摘要]大气中CO2主要的源和汇都集中在对流层, 精确地获取对流层CO2浓度廓线分布, 对研究CO2的垂直输送和全球气候演变具有重要意义。 基于可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)高...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(10):2787

 基于可调谐半导体激光光谱大气CO2监测仪

袁松 阚瑞峰 何亚柏 姚路 许振宇 阮俊 何俊峰 魏敏 李明星 贾良权 刘建国

[摘要]中红外为分子的基频吸收带,利用可调谐二极管吸收光谱(TDLAS)技术,扫描气体的单根吸收谱线,可以对温室气体进行高灵敏度探测。介绍了利用2704 nm波段激光器结合直接吸收的方法对温室气体进行探测的小型化光谱仪的...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(12):1208003

 温度和压强变化对二次谐波反演结果的影响

贾良权 刘文清 刘建国 阚瑞峰 姚路 许振宇 戴云海 袁松 魏敏 张光乐

[摘要]在气体质量流量测量系统中,波长调制光谱信号的谐波分量,特别是其二次谐波分量常被用作为检测对象,用于气体浓度、速度等信息的反演。基于波长调制原理,利用氧气(O2)分子在764.28 nm附近的吸收谱线,分析了常见线...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(12):1215004

 可调谐半导体激光吸收光谱法测量空气中乙醇蒸气

耿辉 刘建国 张玉钧 阚瑞峰 许振宇 姚路 阮俊 曾利忠

[摘要]基于可调谐半导体激光吸收光谱技术开展了检测空气中乙醇蒸气浓度的方法研究,并采用乙醇分子在7180 cm-1(1393 nm)附近的吸收峰作为鉴别乙醇的特征信息。建立多元线性回归方程来拟合求解多分子吸收共存的问题,以消...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(08):0830001

 可调谐二极管激光吸收光谱氧气测量中的导数光谱处理与浓度反演算法研究

何俊峰 阚瑞峰 许振宇 段连飞 王小中

[摘要]氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(04):0430003

 基于量子级联激光器的温室气体测量方法研究

魏敏 刘建国 阚瑞峰 王薇 姚路 许振宇 袁松 戴云海 贾良权

[摘要]中红外为分子的基频吸收波段,可被用于痕量气体的高灵敏度检测。介绍了基于中红外室温连续量子级联激光器(CW-QCL)结合波长调制技术(WMS)的光谱检测方法,研究了消除气体间交叉干扰的方法,并进行了相关的验证实验...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(12):1230003

 基于吸收光谱原理的高温水汽浓度测量方法研究

陈玖英 刘建国 何俊峰 何亚柏 张光乐 许振宇 冮强 王辽 姚路 袁松 阮俊 戴云海 阚瑞峰

[摘要]可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, 简称为TDLAS)技术具有高灵敏度、 快速响应、 非接触式、 环境适应性强等优点, 能够实现燃烧温度、 组分浓度、 速度等参量的实时动态在线测量...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2014, 34(12):3174

 高稳定低温漂半导体激光器驱动的电子学设计

曾利忠 陆亦怀 阚瑞峰 王煜 姚路 许振宇 阮俊 袁松 张乐

[摘要]介绍了一种半导体激光器驱动系统,主要包括温度稳定控制电路、电流稳定控制电路和保护电路,给出了具体的参考电路。 通过同时对激光器的工作电流及其温度进行精密控制,使得激光器能稳定工作。保护电路能在激光器工作过...

 PDF全文量子电子学报 | 2014, 31(05):569

 基于独立成分分析的激光回波信号去噪方法

阮俊 杨成武 阚瑞峰

[摘要]半导体激光云高仪后向散射信号较弱,同时受到了各种噪声的干扰,因此,如何采取有效措施去除回波信号中的噪声是半导体激光云高仪信号检测的首要任务和难点。根据独立成分分析(ICA)的冗余取消特性,提出利用快速独立成...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2013, 50(04):040101

 可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿

袁松 阚瑞峰 何亚柏 姚路 陈玖英 许振宇 李晗 阮俊 何俊峰 魏敏

[摘要]可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,在环境检测、工业过程检测等方面具有很好的应用前景。但是TDLAS系统在长期连续工作时,存在激光输出波长随环境温度变化而发生漂移的问题。...

 PDF全文中国激光 | 2013, 40(05):0515002

 波长调制光谱测量系统中的数字化相敏检测实现

李晗 刘建国 阚瑞峰 姚路 许振宇 陈玖英 袁松 魏敏

[摘要]为了提取淹没在噪声中的弱吸收信号,对波长调制光谱测量中的相敏检测技术进行研究,提出了一种数字化相敏检测实现方案。采用正交矢量型结构实现相敏检测过程,通过硬件电路设计和上位机程序编写,完成吸收信号谐波分...

 PDF全文中国激光 | 2013, 40(11):1115001

 可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波信号的模拟与分析

李晗 刘建国 何亚柏 何俊峰 姚路 许振宇 陈玖英 袁松 阚瑞峰

[摘要]可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)作为近年来发展起来的一种气体检测技术, 具有高分辨率、 高灵敏度和快速测量等特点。 波长调制光谱信号的二次谐波分量常作为检测信号, 用于气体浓度信息的反演。 利用MATLAB中的...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(04):881-885

 激光吸收光谱技术中扫描频率的选择

陈玖英 刘建国 何亚柏 许振宇 李晗 姚路 袁松 阮俊 何俊峰 阚瑞峰

[摘要]基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的传感器系统性能受激光器特性、探测器特性、调制参数、激光器控制电路和信号采集电路等的影响。激光器和探测器特性与当前的生产制造水平密切相关,对于直接吸收法,调制参数...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(02):0230003

 基于可调谐半导体激光吸收光谱对CO2浓度的测量

袁松 阚瑞峰 姚路 陈玖英 李晗 许振宇

[摘要]CO2 作为大气中主要的温室气体,其全球变暖影响比例因素为60%,对全球生态系统和社会发展带 来严重影响,因此开展CO2 的监测非常必要。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理,在室 温下通过扫描DFB激光器波长,得到CO2 位于2...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2012, 7(06):432-437

 基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2O 监测仪研制

汤媛媛 刘文清 阚瑞峰 刘建国 许振宇 阮 俊 姚 路

[摘要]介绍了一种基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2 O监测仪的研制。以中心波长为1274 cm-1的分布反馈式量子 级联激光器为光源,结合长光程多次反射池,可实现对大气中N2 O的测量。该系统利用激光器长脉冲产生的线性频 率啁...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2012, 7(03):191-197

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