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国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ06016501): 作品数：18 被引量：67H指数：5; 相关作者：杜振辉李金义熊博邵欣陈文亮更多>>; 相关机构：天津大学天津中德应用技术大学河北工业大学更多>>; 发文基金：国家重大科学仪器设备开发专项天津市自然科学基金天津市科技计划更多>>; 相关领域：机械工程理学电子电信自动化与计算机技术更多>>

基于HWG气体池的TDLAS氨气测量中影响条件的修正被引量：2: 2015年; 可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有很高的选择性和灵敏度,能够实现污染区域环境中痕量氨气（NH_3）的在线检测。影响TDLAS系统测量精度的因素有很多,温度和压力是最基本的两个影响条件。首先介绍了TDLAS原理和实验系统,然后研究了温度变化对检测结果的影响,温度在-10℃~50℃之间,使用空芯波导（Hollow Waveguide,HWG）气体池对浓度为50 ppm的NH3进行检测,得到其二次谐波光谱图,从图中可以得出在该温度范围内,NH_3二次谐波信号幅度随温度升高而减小。温度不变,气体池内压力从0 k Pa变化到100 k Pa时,二次谐波信号的幅度随着压力增加而减小。根据实验结果,给出了该系统的温度压力修正公式。修正后,50 ppm的NH_3在不同温度下的最大检测相对误差为-5.5%。对30 ppm的NH_3长时间监测结果表明,修正后系统能够适应现场监测需求。; 李龙杨燕罡陈文亮杜振辉徐可欣

基于空心光波导的激光吸收光谱氨气传感器被引量：9: 2016年; 空心光波导(hollow waveguide,HWG)可以同时传输红外激光和目标气体,是激光气体传感器中的新型气体池,具有体积小、响应速度快的特点。基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,以空心光波导为气体池,研制了氨气激光传感器。采用波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)技术,同时解调气体吸收的一次谐波(1f)和二次谐波(2f)信号,通过1f归一化2f信号实现免校准(calibrationfree)测量。利用标准气体进行验证实验,结果表明,传感器的响应线性度R^2为0.999 8,响应时间24 s。Allan方差结果表明积分时间18 s时检测限为26 ppbv。该传感器可以用于空气中痕量氨气的快速、高灵敏检测。; 杜振辉张哲远李金义熊博甄卫萌; 关键词：波长调制光谱

超短时延测量DFB激光器的动态线宽被引量：4: 2013年; 激光器调谐过程中的动态线宽是非常重要的参数,然而,当前各种测量方法得到的都是激光器稳定状态下的静态线宽.本文提出一种对干涉拍信号进行基于局部均值分解的时频分析进而获取激光动态线宽的方法,通过仿真信号验证了这种时频分析方法提取瞬时相位噪声的有效性;构建实验系统,利用10 cm路径差产生约0.5 ns的超短时延,提取相位噪声的时频分布,首次得到了分布反馈半导体激光器在脉冲工作模式下的动态线宽.; 安颖杜振辉徐可欣; 关键词：局部均值分解时频分布

空芯光波导在光谱气敏检测中的应用被引量：2: 2017年; 空芯光波导(HWG)用于光谱气体检测中,既可以实现光路的传输,又可以充当气体样品池实现长光程高灵敏度测量,具有体积小,响应时间快、成本低、光路稳定灵活等优点。介绍了基于镀银/碘化银的空芯光波导(Ag/AgI-HWG)、光子带隙空芯光波导(PBG-HWG)和基片集成空芯光波导(iHWG)等类型的空芯光波导,并总结了近年来空芯光波导在光谱气敏检测中的研究及进展,梳理了其应用方式及应用领域。研究表明,空芯光波导替代传统的气体池与傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光吸收光谱和拉曼光谱等不同的光谱技术结合已取得一系列成果,且已经应用于环境监测、呼气诊断和工业过程检测和控制等领域。其中,基于中红外激光吸收光谱的空芯光波导传感器组成相对简单,成本较低,与各类光波导的兼容性和环境适应性较强,发展前景较好。总之,随着激光技术、光波导技术和光谱技术的发展,基于空芯光波导的光谱气体检测正在迅速发展,并逐步由实验室走向现场应用。; 李金义杜振辉王瑞雪杨旭宋丽梅郭庆华; 关键词：傅里叶变换红外光谱激光吸收光谱拉曼光谱气体检测

温度调谐多谱线方法测量燃烧场的非均匀温度分布被引量：2: 2013年; 为了实现燃烧场沿视线（LOS）路径的温度分布测量，发展了可调谐二极管吸收光谱（TDLAS）多谱线测温技术。将快速温度调谐技术应用到TDLAS在线测量中，采用4支激光器时分复用的方式，在24 s内覆盖H2O的多条吸收谱线，通过多谱线选择原则筛选了其中的35条吸收谱线作为多谱线测温中的目标谱线。提出了路径分区的温度测量方法，通过将线强与温度的复杂超越函数关系在测温范围内进行多项式简化，并加入边界约束条件，得到每个路径分区内的温度值。利用该方法对酒精灯进行实验，得到的结果与热电偶测量结果相吻合，从而验证了快速温度调谐多谱线方法测量近似稳定的非均匀温度场的LOS分布的可行性和有效性。研究结果为火场检测和高温工业过程的温度测量提供了一定的参考。; 李金义杜振辉周涛贾晓东; 关键词：温度调谐

准连续激光调制吸收光谱的解调方法研究被引量：3: 2014年; 针对准连续激光调制吸收光谱谐波信号的解调,设计了一种专用的准连续软件锁相放大器,对采集的数据做有效性判断、无效数据滤除、数字相敏检测、数字滤波等处理,实现了准连续激光调制吸收光谱的谐波信号解调。构建气体检测实验系统,对准连续软件锁相放大器和商品化的高性能锁相放大器进行了对比实验,结果表明,使用准连续软件锁相放大器的Allan方差比后者小1个数量级、检测限低2倍。并能够解决小占空比时的信号失锁问题,具有小的信号波形失真。; 邵欣刘福贵杜振辉王维; 关键词：谐波检测

基于FLUENT的高炉内煤粉燃烧效率模拟与优化研究被引量：1: 2018年; 基于高炉燃烧场内的固、气两相流运动特点,建立了煤粉燃烧物理模型。根据工厂中现有的高炉相关数据,采用FLUENT软件模拟燃烧过程,分析了煤粉燃尽率与煤粉粒径、煤粉挥发分含量、鼓风含氧量、喷煤量以及鼓风温度等参数之间的关系。通过仿真实验研究了高炉内气固流动和煤粉燃烧的基本行为和特点,模拟结果表明,煤粉燃烧的最佳工况为:煤粉粒径减少至40~50μm,煤粉挥发分含量增加至30%~35%,鼓风温度保持在1 800 K,煤粉喷吹量在300~400 kg/h范围内。; 邵欣邢国麟韩思奇武晋张灵旺; 关键词：煤粉燃烧特性燃尽率

空芯光波导内氨气吸附效应对光谱测量的影响研究: 近年来空芯光波导(Hollow Waveguide，HWG)作为一种新型的气体池，具有光程体积比大、光路布置灵活稳定、成本较低等优势，广泛应用于光谱测量领域。但是，空芯光波导内壁表面对气体尤其是对于一些极性气体分子，例如...; 杨森; 关键词：氨气光谱测量

连续和准连续调制激光吸收光谱的软件锁相解调比较研究被引量：3: 2013年; 根据对激光器施加的调制信号是否连续,波长调制光谱分为连续和准连续调制激光吸收光谱技术。为了深入的比较研究这两种方案,设计准连续调制谱专用的软件锁相放大器,将准连续调制信号因间断产生的无效信号滤除后,再对吸收信号解调得到二次谐波信号。与连续激光调制谱软件解调的二次谐波信号进行了比较,结果表明,参数相同,准连续调制谱比连续调制谱的信噪比提高5%、检测限降低11.3%。在滤除无效信号后,准连续调制谱也可以解调出标准的二次谐波信号,因此有望用于与气体线型相关的研究中。该工作为选取更加适用的激光调制谱技术,提供了准确依据。; 邵欣刘福贵陈文亮

基于FLUENT下双声道超声波流量计最优声道研究被引量：9: 2018年; 通过FLUENT仿真模拟,建立组合双弯管及收缩管道仿真模型,研究双声道超声波流量计安装位置和雷诺数对于管道内流体速度场的影响。通过流量计的相对误差及修正系数的计算,定量分析流量计的最佳安装角度以及最优声道位置。模拟结果表明,组合弯管和收缩管与超声波流量计的安装位置至少为20D才能保证管道内流体充分发展;流量计安装角度在45°时能够最大限度覆盖更多的速度区域,保证测量的精确度;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声道位置为距管道截面中心0.225D处。研究结论适用于不同类型管道结构,有助于超声波流量计的优化设计以及工业应用中测量精度的提高。; 韩思奇邵欣檀盼龙张灵旺杨彬; 关键词：超声波流量计声道修正系数

国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ06016501)

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