魏敏
- 作品数：10 被引量：127H指数：7
- 供职机构：中国科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信更多>>
- 基于量子级联激光器的温室气体测量方法研究被引量：14
- 2014年
- 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。利用中心波长在1274cm-1波段附近的量子级联激光器搭建了一套开放光路温室气体探测实验系统,进行101m开放式测量实验,实现了对大气中CH4、N2O的同步在线测量,检测限分别为3.87×10-9和1.28×10-9,验证了实验系统和实验方法的可行性,为实现区域高灵敏温室气体监测奠定了基础。
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- 关键词：光谱学红外吸收光谱量子级联激光器温室气体监测波长调制
- 温度和压强变化对二次谐波反演结果的影响被引量：12
- 2014年
- 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764.28nm附近的吸收谱线,分析了常见线型的半峰全宽,得出了不同温度、压强下洛伦兹线型的适用范围;研究了O2分子吸收谱线在不同温度、压强条件下的二次谐波峰值;对不同温度、压强下,采用二次谐波峰值反演气体浓度产生的误差进行了分析,并提出了误差修正方法;分析了实验过程中当最佳调制深度不能够随着温度、压强即时调整的情况下,最优调制系数在不同温度、压强变化下的适用范围,并给出了误差修正公式。
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- 关键词：光谱学波长调制二次谐波
- 波长调制光谱测量系统中的数字化相敏检测实现被引量：3
- 2013年
- 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量的获取。对空气中的O2进行检测,针对O2位于764nm附近的一对吸收谱线,成功提取了吸收信号的二次谐波分量。结果显示,系统的检测极限体积分数为0.50%(光程为1m)。
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- 关键词：光谱学信号处理可调谐半导体激光吸收光谱波长调制
- 可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿被引量：32
- 2013年
- 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。针对这一问题,研究了激光输出波长随环境温度变化特征及其对光谱处理的定量影响。为了消除激光输出波长的漂移,设计了基于ADμC841的温度补偿电路。根据环境温度实时调整激光器的温度,对激光器进行谱线锁定,在温控实验箱中进行了实验,当环境温度为20℃～60℃时,激光器的波长漂移量为4.1pm。
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- 关键词：光谱学可调谐半导体激光吸收光谱波长漂移温度补偿
- 基于可调谐半导体激光光谱大气CO_2监测仪被引量：35
- 2014年
- 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2704nm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研制。利用数字信号处理器(DSP)对吸收信号进行采集处理,并根据环境温度值和海拔高度对气体吸收浓度进行校正,同时对激光器波长进行锁定,保证了探测精度,最后对结果数据进行存储。系统采用电池供电,响应时间为1.6s,检测限为5×10-7,实验对系统进行了长时间测试,验证了系统的稳定性和可行性。
- 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
- 关键词：波长锁定
- 基于CW-QCL的长光程温度气体高灵敏检测方法研究
- 复杂生态环境温室气体不同空间、时间尺度的浓度监测是了解温室气体源与汇的基础。目前适应生态环境温室气体长期连续监测的技术手段仍有待研究。可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption...
- 魏敏
- 关键词：量子级联激光器温室气体
- 文献传递
- 基于可调谐半导体激光吸收光谱的CO和CH_4实时检测系统设计被引量：20
- 2015年
- 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定,结构简单。利用STM32进行数据采集处理,获取气体浓度值和光强变化值,通过串口屏实现浓度和光强值的在线显示以及浓度和光强随时间变化的曲线显示,并将浓度数据存储在SD卡中,取代上位机操作,实现检测系统小型化。利用中心波长在2333 nm附近的激光器结合直接吸收的方法,在往返750 m的长光程上,对合肥市科学岛的大气CO和CH4进行同时检测实验。检测结果表明,大气中CO浓度值整体低于CH4值。对该系统进行长时间的测试,验证系统稳定性,CO系统检测限为0.205 mg/m3,CH4为0.181 mg/m3。
- 李明星刘建国阚瑞峰姚路袁松戴云海魏敏许振宇阮俊
- 关键词：光谱学可调谐半导体激光吸收光谱实时检测
- 高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱方法探测大气CH4含量被引量：10
- 2015年
- 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)附近的光谱吸收峰,用该装置对CH4气体含量进行测量。通过测量多个光谱点确定吸收线中心吸收峰值和激光波长,并反馈补偿激光中心波长使其稳定在吸收线,成功解决了由于激光器波长/频率严重漂移导致的不能持续准确测量问题。利用标准浓度的CH4样品校准其1653.73 nm吸收峰谱线强度。该光腔衰荡光谱仪装置结构简单,性能稳定,CH4浓度检测限达到1.0×10-9,可用于长时间监测室外空气中的CH4浓度。
- 孙丽琴陈兵阚瑞峰李明星姚路魏敏何亚柏
- 关键词：光谱学光腔衰荡光谱空气污染监测
- 基于CW-QCL的长光程温室气体高灵敏检测方法研究
- 复杂生态环境温室气体不同空间、时间尺度的浓度监测是了解温室气体源与汇的基础。目前适应生态环境温室气体长期连续监测的技术手段仍有待研究。可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption...
- 魏敏
- 关键词：量子级联激光器温室气体
- 波长调制-TDLAS技术测量风洞中氧气流速方法研究被引量：11
- 2015年
- 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。在软件中建立了气体流速测量模型,模拟分析了流速测量结果;在实验室中利用超声风洞装置,建立了一套基于波长调制-TDLAS技术的流速测量系统,通过实验,提取出O2的二次谐波信号,根据O2分子吸收谱线的二次谐波信号的频移量反演风洞中的气流速度。实验结果表明,在实验室环境下,系统测量流速达到707.6 m/s,符合超声风洞的设计,测量误差范围为5.47%。实验结果为基于波长调制-TDLAS方法测量流速的小型化系统研制以及飞行实验进行了前期准备。
- 贾良权刘文清阚瑞峰刘建国姚路许振宇戴云海魏敏
- 关键词：光谱学流速测量波长调制多普勒频移风洞
