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光声光谱技术应用于痕量气体浓度测量的研究进展
1
作者 郑洪全 戴景民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-14,共14页
光声光谱技术作为实现痕量气体浓度高效率、高精度测量的重要气体传感技术,因其响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点被广泛应用到大气环境检测、电力系统故障诊断、医疗健康诊断等领域当中。首先介绍了光声光谱技术痕量气体浓度测量... 光声光谱技术作为实现痕量气体浓度高效率、高精度测量的重要气体传感技术,因其响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点被广泛应用到大气环境检测、电力系统故障诊断、医疗健康诊断等领域当中。首先介绍了光声光谱技术痕量气体浓度测量的基本原理,对应用光声效应实现痕量气体浓度测量的机理进行了简要的描述,同时,介绍了基于光声光谱技术的典型痕量气体浓度测量装置的结构。其次,从光声信号强度的理论分析出发,引出国内外学者在光声光谱痕量气体浓度测量领域的研究热点,为了实现基于光声光谱技术的痕量气体浓度测量装置更强的抗干扰能力、更紧凑的结构、更低的检测下限、更高的检测灵敏度,国内外学者的研究重点可以总结为以下三点:(1)辐射光源的选取和设计,以实现更佳辐射光源的输出波长、更宽的调谐范围、更高的辐射光源输出功率。(2)更优秀的光声池设计,以实现更高效的声能量积聚、更紧凑的结构和更强的抗干扰能力。(3)声敏探测器的设计,以实现更高的声音灵敏度、更高的信噪比。详细介绍了基于光声光谱痕量气体浓度测量装置的三个核心元件:辐射光源,主要介绍了相干光源和非相干光源的应用研究进展;光声池,主要介绍了光声池的设计原则以及非共振式和共振式光声池的应用研究进展;微音器,主要介绍了电容式微音器、压电式微音器的应用研究进展,并对近期研究热点石英增强光声光谱技术进行简要的介绍。在介绍目前辐射光源、光声池、微音器应用研究进展的同时,分析了各元件的优势和需要解决的问题。最后,总结了光声光谱技术应用于痕量气体浓度测量领域装置存在的信噪比不高、结构复杂、检测灵敏度和检测下限易受混合气体之间的交叉干扰等问题,并且对未来测量装置中的三个核心元件:辐射光源、光声池、微音器的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 光声光谱 痕量气体检测 辐射光源 光声池 微音器
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基于光声光谱气溶胶吸收测量的标定方法研究
2
作者 徐秋怡 朱文越 +4 位作者 陈杰 刘强 郑健捷 杨韬 杨腾飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期88-94,共7页
大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标... 大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标定方法密切相关,为了探究不同标定方案的差异,选择NO_(2)气体(532 nm)和单分散苯胺黑气溶胶(532、 1 064 nm)分别开展气溶胶吸收系数标定实验。其中,单分散苯胺黑气溶胶的标定方法主要基于Mie理论,结合苯胺黑气溶胶粒子数浓度、苯胺黑气溶胶粒子的复折射率、苯胺黑粒子粒径分别计算532和1 064 nm单分散苯胺黑气溶胶吸收系数。实验结果表明:NO_(2)气体获取的标定系数介于苯胺黑气溶胶在532和1 064 nm波长处获取的标定系数之间,与532 nm波长处粒径225 nm的苯胺黑单分散气溶胶、 1 064 nm波长处粒径125 nm的单分散苯胺黑气溶胶标定系数相近,在其他粒径处存在一定差异。尽管NO_(2)气体与苯胺黑气溶胶在特定波长处具有相似的连续吸收特征,对于同一标定系统,标定气体和气溶胶性质、状态不同导致标定过程仍然存在光声效应之外的光与物质的相互作用、标定介质损耗、测量环境等不确定因素,这些都会导致这两种标定介质的标定结果差异;苯胺黑气溶胶采用不同波长光源得到的标定系数明显不同,同一粒径的单分散苯胺黑气溶胶在532 nm波长处获取的标定系数约为1 064 nm波长处标定系数的1.5~2倍。导致该结果的可能原因有两个,一是未准确获取1 064 nm波长处苯胺黑的复折射率,二是标定过程中532 nm光束、 1 064 nm光束与谐振腔的匹配模式不一致导致;标定系数与单分散气溶胶的粒径存在反比关系,随着苯胺黑气溶胶粒径每增大50 nm, 532 nm波长光源的标定系数减小19%, 1 064 nm波长光源的标定系数减小12%。标定系数与粒径的反比关系可能由不同粒径的苯胺黑气溶胶粒子经过管道和光声池的损耗不同导致。由此可见,气体标定方法与气溶胶标定方法各有其优势与不足,但两种标定方式都可以获取相应的标定系数,在实际标定方法的选择上,需要综合考虑多种因素,选择合适的标定方法。 展开更多
关键词 光声光谱 气溶胶 光学吸收系数 气溶胶吸收系数标定
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温室气体光声光谱检测系统的建立及效果分析
3
作者 杨开宇 毛知新 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期32-40,共9页
“双碳”目标下,温室气体在线长期稳定监测技术是全面掌握温室气体排放及其环境、气候效应,并预测未来变化趋势的重要保障。为了实时在线监测工业生产现场等环境温室气体浓度及其变化趋势,及时采取相应措施,在分析光声光谱信号产生机理... “双碳”目标下,温室气体在线长期稳定监测技术是全面掌握温室气体排放及其环境、气候效应,并预测未来变化趋势的重要保障。为了实时在线监测工业生产现场等环境温室气体浓度及其变化趋势,及时采取相应措施,在分析光声光谱信号产生机理及多组分气体混合监测原理的基础上,根据温室气体的主要成分,分析其吸收光谱特性,基于光声光谱的多组分温室气体的定性和定量监测技术,搭建温室气体光声光谱在线监测实验平台,分析监测器内部噪声和环境温度、湿度等外部影响因素,并通过现场测试,分析试验数据,应用吸附法降低内外部因素的影响。结果表明,对称安装传声器和非共振式光声腔能有效削弱外部噪声对测试结果的影响;空气净化器能降低空气中水蒸气和其他气体对测试结果的影响;低、高浓度混合气体监测结果偏差均小于0.5,与GC测试结果偏差小于10%。应用光声光谱技术的环境温室气体监测技术监测范围宽,选择性好,且监测精度达10-6,适用于环境温室气体浓度在线监测。 展开更多
关键词 光声光谱 温室气体 浓度监测 吸收光谱 影响因素
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基于光声光谱的电缆微量气体浓度标定和自动化预警系统
4
作者 高建国 《自动化与仪表》 2024年第3期84-87,92,共5页
为提高电缆微量气体浓度预警精度与速度,该文设计基于光声光谱的电缆微量气体浓度标定和自动化预警系统。系统通过采集装置检测光声信号二次谐波信息,并利用标定仪标定气体浓度。预警端基于RBF神经网络启动异常诊断模型,提取统计特征并... 为提高电缆微量气体浓度预警精度与速度,该文设计基于光声光谱的电缆微量气体浓度标定和自动化预警系统。系统通过采集装置检测光声信号二次谐波信息,并利用标定仪标定气体浓度。预警端基于RBF神经网络启动异常诊断模型,提取统计特征并进行分类诊断。若发现异常,系统启动声光报警装置,以语音报警、灯光警示的方式,进入自动化预警状态。经实验测试后,所设计系统利用光声光谱技术,远程检测电缆隧道微量气体后,对微量一氧化碳气体的异常诊断结果精准,且对异常浓度气体的自动化预警时延在0.4 s之内。 展开更多
关键词 光声光谱 电缆微量气体浓度标定 自动化预警 异常诊断 RBF神经网络
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基于石英增强光声光谱技术的微水传感器在电力系统中的应用研究
5
作者 关卫军 周苑 +1 位作者 王爱华 边松岩 《工业仪表与自动化装置》 2024年第2期91-96,共6页
在SF6气体绝缘高压气体电力系统中,H2O是一种很难去除且有危害的杂质,它不仅会降低绝缘性能,还会产生酸性气体分解物,腐蚀破坏电气设备,造成SF6气体泄漏,对人身和环境造成严重的安全隐患。该文利用近红外商用分布式反馈(DFB)二极管激光... 在SF6气体绝缘高压气体电力系统中,H2O是一种很难去除且有危害的杂质,它不仅会降低绝缘性能,还会产生酸性气体分解物,腐蚀破坏电气设备,造成SF6气体泄漏,对人身和环境造成严重的安全隐患。该文利用近红外商用分布式反馈(DFB)二极管激光器,研制了一种在SF6缓冲气体中,基于石英增强光声光谱(QEPAS)技术的亚ppm级水汽传感器系统。由于SF6的物理常数与N2或空气有很大差异,裸石英音叉(QTF)的谐振频率和Q因子分别为32 763 Hz和4173。通过对声微谐振器(AmR)参数、气体压力和调制深度进行实验优化,检测时间为1 s,检测限为0.49 ppm,为电力系统安全监测提供了有力的预防工具。 展开更多
关键词 石英增强光声光谱 痕量气体传感器 湿度传感器
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基于锤状石英音叉的光声光谱痕量气体高灵敏检测
6
作者 陈争 孙波 +1 位作者 董磊 武红鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期268-277,共10页
针对传统商用音叉存在的共振频率高、振臂间距窄等问题,利用COMSOL有限元分析软件构建音叉理论模型,确定了音叉的共振频率及品质因数等核心电学参数与音叉几何尺寸之间的相关特性,进而通过控制音叉振臂形状、长度等几何特性,设计制备了... 针对传统商用音叉存在的共振频率高、振臂间距窄等问题,利用COMSOL有限元分析软件构建音叉理论模型,确定了音叉的共振频率及品质因数等核心电学参数与音叉几何尺寸之间的相关特性,进而通过控制音叉振臂形状、长度等几何特性,设计制备了具有振臂间距宽、共振频率低且品质因数高等特性的锤状异型音叉。在将音叉外表面设置为硬声场边界条件且将音叉基座设置为固定约束条件的情况下,对锤状异型定制音叉的关键参数进行了理论计算及实验测定。结果显示,与传统商用音叉相比,异型音叉在振臂间距扩大近3倍的情况下,其共振频率和品质因数两项音叉核心电学参数分别优化了62%和14%。为验证锤状异型定制音叉在光声光谱气体传感技术中的性能,基于该定制音叉搭建了乙炔石英增强光声光谱传感器。在对激光调制深度、微型声学谐振腔腔长、谐振腔装配位置等多项参数优化后,乙炔传感器在300 ms积分时间及常温常压条件下获得的检测极限相比基于传统商用音叉搭建的传感器提升了近一个数量级,达到了282×10^(-9),归一化噪声等效吸收系数可达3.84×10^(-9)cm^(-1)W/√Hz。 展开更多
关键词 光声光谱 石英增强光声光谱 定制音叉 锤状振臂 乙炔 气体传感器
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基于被动和主动降噪的光声光谱气体检测仪背景噪声控制技术 被引量：1
7
作者 马凤翔 李康 +2 位作者 程登峰 朱峰 赵跃 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期432-439,共8页
光声光谱技术通过检测微弱的声压信号来反演气体浓度,与仪器调制频率对应的相干噪声对仪器检测灵敏度具有重要影响。该文首先分析了斩波器机械噪声和环境噪声对光声光谱仪检测的影响,而后提出采用厚度为30 mm的蜜胺泡棉板隔离光声检测... 光声光谱技术通过检测微弱的声压信号来反演气体浓度,与仪器调制频率对应的相干噪声对仪器检测灵敏度具有重要影响。该文首先分析了斩波器机械噪声和环境噪声对光声光谱仪检测的影响,而后提出采用厚度为30 mm的蜜胺泡棉板隔离光声检测模块实现被动降噪。然后提出利用声波在空间的叠加干涉抵消原理,使噪声在声接收环节与主动噪声控制模块产生的主动声波进行叠加,实现光声池主动降噪。最后搭建噪声干扰模拟实验平台对提出措施的有效性进行验证,结果显示在调制频率为100 Hz和400 Hz两种条件下,提出的降噪技术均可降低外界相干噪声影响,光声光谱仪的检测能力在应用被动降噪技术后提升了0.4倍,而应用主动降噪+被动降噪技术后提升了2.4倍。该研究可为光声光谱仪开发中噪声抑制措施的选择提供指导。 展开更多
关键词 主动降噪 被动降噪 光声光谱仪 相干噪声 相干抵消
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光声光谱气体检测系统中光声池的仿真优化设计
8
作者 闫星宇 傅海威 +3 位作者 雍振 王晓玲 张泽 赵子良 《光通信技术》 2023年第3期86-90,共5页
针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求,利用有限元分析法,以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真,获得了前8阶声学模态;仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影... 针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求,利用有限元分析法,以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真,获得了前8阶声学模态;仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影响。仿真结果表明:当谐振腔半径为3 mm时,谐振腔长度为120 mm,缓冲室的半径、长度分别为14.7 mm、60 mm是光声池特征频率在1400 Hz附近的最佳尺寸。 展开更多
关键词 光声光谱 光声池 特征频率 光声信号强度
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细菌性肺炎患者呼出气与细菌培养顶空气体光声光谱的对比分析 被引量：1
9
作者 刘静莎 张健鹏 《当代医药论丛》 2023年第10期12-16,共5页
目的:观察细菌性肺炎患者呼出气与同种细菌顶空气体之间光声光谱特异性波峰的异同。方法:选择住院的细菌性肺炎患者20例,收集其呼出气,同时对其痰细菌培养筛选出的阳性菌(大肠杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌)进行传代接种,获得单... 目的:观察细菌性肺炎患者呼出气与同种细菌顶空气体之间光声光谱特异性波峰的异同。方法:选择住院的细菌性肺炎患者20例,收集其呼出气,同时对其痰细菌培养筛选出的阳性菌(大肠杆菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌)进行传代接种,获得单纯致病菌株,并接种到增菌培养基平板中,培养24 h。采用PASTA-1001光声光谱分析仪对肺炎患者呼出气及同种细菌顶空气体进行检测并分析,明确二者光声光谱特异性波峰的异同。结果:大肠杆菌顶空气体检测到与大肠杆菌感染性肺炎患者呼出气的波峰相似,但形态不完全相同;肺炎克雷伯杆菌顶空气体检测到与肺炎雷伯杆菌感染性肺炎患者呼出气相似的波峰,但幅度存在差异;铜绿假单胞菌顶空气体检测到与铜绿假单胞杆菌感染性肺炎患者呼出气相似的波峰。结论:细菌性肺炎患者的呼出气光声光谱检测对同种细菌的顶空气体检测具有一定的代表性,可作为细菌性肺炎早期致病菌的鉴定方法。 展开更多
关键词 细菌性肺炎 挥发性有机化合物 细菌顶空气体 呼吸诊断 光声光谱技术
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光声光谱法检测化学毒剂模拟剂及毒害气体研究进展
10
作者 傅文翔 董力强 杨柳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3653-3658,共6页
光声光谱是一种新颖的气体探测技术,光声光谱检测是一种间接的吸收光谱技术,通过探测声波信号进行气体浓度反演,具有结构简单、响应速度快、系统体积小等优点,是目前正在发展一种可广泛使用的高灵敏度痕量气体传感手段之一,在检测毒害... 光声光谱是一种新颖的气体探测技术,光声光谱检测是一种间接的吸收光谱技术,通过探测声波信号进行气体浓度反演,具有结构简单、响应速度快、系统体积小等优点,是目前正在发展一种可广泛使用的高灵敏度痕量气体传感手段之一,在检测毒害气体、爆炸物及化学毒剂模拟剂领域正在成为研究的热点之一。重点介绍了光声光谱技术在化学毒剂模拟剂和有毒有害气体的快速检测方面的研究工作。光声光谱法使用了不同的激光系统,当激光发射的范围为中红外波段,在这些波段范围内化学毒剂会有特征吸收峰,因此也可适用于检测化学毒剂。介绍了国外光声光谱法检测化学毒剂及模拟剂的相关方法,介绍了方法中光路构成、激光光源等方法信息,以及新建气体吸收池的结构特点。分析了不同化学毒剂及模拟剂光声光谱检测的特征吸收波长范围等内容。除了传统的在气体吸收池中检测化学毒剂外,近年来不断发展了在几厘米到几十米距离范围内的光声光谱开放光路遥测探测毒害气体的方法和系统。对光声光谱技术在氨气、硫化氢、 HF、二氧化硫等有毒有害气体检测领域的方法进行了报道。分析了相关的光源及方法、声波换能元件、化学毒剂模拟剂的特征光谱、检测性能等方面的工作。报道了国外短距离遥测光声光谱样机,对光声光谱短距离谱遥测技术等潜在的发展进行了评述。 展开更多
关键词 光声光谱 化学毒剂 模拟剂 遥测探测 有毒有害气体
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基于悬臂梁光声光谱的双组分气体同步检测方法研究
11
作者 戴锋 卞超 +10 位作者 程骏 甘强 陈轩 张正东 宋博 谭婷月 孙超 杨斌 李东风 崔光鲁 张引 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期65-70,共6页
设计了一种基于光声光谱双光源悬臂梁检测系统,用于检测H2S和CO这两种SF6分解组分气体,通过调制不同的红外激光频率,将两个激光光源应用于两种气体检测。根据不同的调制频率,最后检测两种SF6气体分解成分。在检测单气体组分和混合组分... 设计了一种基于光声光谱双光源悬臂梁检测系统,用于检测H2S和CO这两种SF6分解组分气体,通过调制不同的红外激光频率,将两个激光光源应用于两种气体检测。根据不同的调制频率,最后检测两种SF6气体分解成分。在检测单气体组分和混合组分气体条件下,通过实验研究了各组分的不同体积分数与光声信号在检测波长和频率下的线性关系,证明了同步检测方法的有效性。 展开更多
关键词 悬臂梁 光声光谱 SF6分解成分 同步检测
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基于紫外光声光谱的SF_(6)特征分解组分SO_(2)的高灵敏度检测技术
12
作者 马凤翔 赵跃 +4 位作者 赵新瑜 王楠 朱太云 杭忱 陈珂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期198-206,共9页
搭建了一套气室容积仅为0.79 mL的非共振式光声光谱检测装置,在0至100 ppm浓度范围内,激发的光声信号幅度与SO_(2)/SF_(6)混合气体浓度之间有良好的线性关系,响应度为5.59μV/ppm。系统的归一化噪声等效吸收系数为7.2×10^(-8)cm^(-... 搭建了一套气室容积仅为0.79 mL的非共振式光声光谱检测装置,在0至100 ppm浓度范围内,激发的光声信号幅度与SO_(2)/SF_(6)混合气体浓度之间有良好的线性关系,响应度为5.59μV/ppm。系统的归一化噪声等效吸收系数为7.2×10^(-8)cm^(-1)W·Hz^(-1/2)。Allan-Werle方差分析结果表明,当平均时间为100 s时,系统对SO_(2)的检测极限达到0.1 ppm。本文提出的高灵敏度SO_(2)气体原位检测技术为判断SF_(6)气体绝缘设备的故障程度提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 气体绝缘设备 SF_(6)特征分解组分 微量气体检测 光声光谱 非共振式光声池
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基于光声光谱法的变压器油中溶解气体在线检测技术
13
作者 黄政伟 《分析仪器》 CAS 2023年第5期6-11,共6页
油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。为了实时监测变压器油中多组分故障特征气体,研制了基于光声光谱法的单光声池多组分气体分析仪。通过对光源发生装置、免污染差分式光声池、高灵敏度声电转换器、滤光器和相敏... 油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。为了实时监测变压器油中多组分故障特征气体,研制了基于光声光谱法的单光声池多组分气体分析仪。通过对光源发生装置、免污染差分式光声池、高灵敏度声电转换器、滤光器和相敏检波电路设计,实现了单光路多组分气体的分时检测。实验结果表明,设备整体参数满足电力行业标准DL/T 1498.2-2016中变压器油中溶解气体在线监测装置对各种待测气体的最小检测限要求,能够准确可靠检测出变压器运行过程中因放电和过热产生的CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(2)等气体浓度,进而减少故障误判率。 展开更多
关键词 光声光谱法 光声池 声电转换器 滤光器 相敏检波
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光声光谱在细菌性肺炎患者病原菌鉴定中的应用价值
14
作者 刘静莎 张健鹏 《当代医药论丛》 2023年第5期13-17,共5页
目的:应用光声光谱分析技术对细菌性肺炎患者及健康人的呼出气进行检测分析,以期探索可用以鉴别细菌性肺炎的特异性气体波峰,探寻细菌性肺炎的早期病原学诊断方法。方法:选择住院的痰细菌培养阳性的肺炎患者12例(肺炎组)及医院健康工作... 目的:应用光声光谱分析技术对细菌性肺炎患者及健康人的呼出气进行检测分析,以期探索可用以鉴别细菌性肺炎的特异性气体波峰,探寻细菌性肺炎的早期病原学诊断方法。方法:选择住院的痰细菌培养阳性的肺炎患者12例(肺炎组)及医院健康工作人员6例(健康对照组)为研究对象,用Tedlar采样袋收集其呼出气。用PASTA-1001光声光谱分析仪对上述气体进行检测分析。结果:细菌性肺炎患者呼出气光声光谱检测结果显示,大肠杆菌肺炎患者在1120~1126波数段(E峰)(灵敏度50%、特异度100%)、肺炎克雷伯杆菌肺炎患者在1240~1242波数段(K峰)(灵敏度50%、特异度100%)出现区别于健康对照组的波峰。结论:临床上可根据大肠杆菌肺炎、肺炎克雷伯杆菌肺炎患者呼出气光声光谱检测中的E峰、K峰将其与健康对照者相区分。 展开更多
关键词 细菌性肺炎 挥发性有机化合物 大肠杆菌 肺炎克雷伯杆菌 光声光谱技术
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光声光谱技术在现代医学领域的应用 被引量：8
15
作者 潘志方 唐志列 夏云飞 《实验科学与技术》 2009年第3期33-34,64,共3页
光声光谱技术已成为分子光谱学的一个重要分支,其技术特点为生物医学材料的研究提供了一种灵敏而又无损材料的有效方法,是研究复杂生物体所不可缺少的分析工具。文章简述了光声光谱在现代医学领域的发展和应用情况。重点介绍用光声光谱... 光声光谱技术已成为分子光谱学的一个重要分支,其技术特点为生物医学材料的研究提供了一种灵敏而又无损材料的有效方法,是研究复杂生物体所不可缺少的分析工具。文章简述了光声光谱在现代医学领域的发展和应用情况。重点介绍用光声光谱技术测量鼻咽癌细胞的光谱吸收特性研究的一些最新情况。 展开更多
关键词 光声光谱 无损检测 鼻咽癌 导数光声光谱 吸收峰 光声免疫
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特高压变压器多点位“光声光谱—色谱”融合分析监测系统研制
16
作者 闫东昌 李庆 +4 位作者 邵锟 黄霄杰 何力杰 何其明 李杰 《电气技术与经济》 2023年第5期43-47,共5页
为解决现有在线色谱分析监测周期长、维护成本高、长期运行数据偏差大等问题,本课题开发了一种特高压变压器多点位“光声光谱—色谱”融合分析监测系统,其融合了新型高效脱气、“光声光谱—色谱”融合分析、周期自标定多种新型技术,实... 为解决现有在线色谱分析监测周期长、维护成本高、长期运行数据偏差大等问题,本课题开发了一种特高压变压器多点位“光声光谱—色谱”融合分析监测系统,其融合了新型高效脱气、“光声光谱—色谱”融合分析、周期自标定多种新型技术,实现对特高压变压器的故障特征气体多点快速分析、长期自标定校准及超前预警功能,且经实验验证,在脱气效率、故障预测性及长期运作的数据精准度方面均优于传统在线色谱,为我国色谱在线分析技术水平提升开拓了新道路。 展开更多
关键词 光声光谱 色谱 融合分析 在线监测
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单片机控制的光声光谱气体检测系统的设计 被引量：5
17
作者 吴琼 刘先勇 +1 位作者 袁长迎 郝张红 《微计算机信息》 北大核心 2008年第2期107-108,27,共3页
根据HITRAN数据库中甲烷分子近红外吸收谱线,选用波长1651nm二极管激光器作为光源,研制了一种新型近红外光声光谱甲烷气体浓度检测系统。以单片机AT89C52为核心处理器,融合了模/数转换电路、通信电路显示电路、看门狗监控电路等组合技术... 根据HITRAN数据库中甲烷分子近红外吸收谱线,选用波长1651nm二极管激光器作为光源,研制了一种新型近红外光声光谱甲烷气体浓度检测系统。以单片机AT89C52为核心处理器,融合了模/数转换电路、通信电路显示电路、看门狗监控电路等组合技术,可进行声、光报警,具有通信功能。实验表明,该系统的稳定性和灵敏性都大大提高,实现了对甲烷浓度的检测和显示,检测的灵敏度为1460ppm/m。在煤矿瓦斯监测、大气环保监测、天然气泄漏监测等方面都具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光声光谱 甲烷 气体 单片机 近红外光声光谱
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基于激光光声光谱的变压器油中溶解气体在线监测预警装置研制
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作者 樊新鸿 谢延凯 +5 位作者 张彦凯 何涛 曾晓哲 薛妤 王幸辉 丛龙彪 《电工技术》 2023年第7期128-131,136,共5页
油中溶解气体的相关参量能很好地表征设备的工作状态,因此开展变压器油中溶解气体分析,对于预知变压器潜伏性故障、预防规模化停电事故意义重大。针对现有色谱法监测的弊端,基于激光光声光谱原理,设计了气体监测模块,研制了变压器油中... 油中溶解气体的相关参量能很好地表征设备的工作状态,因此开展变压器油中溶解气体分析,对于预知变压器潜伏性故障、预防规模化停电事故意义重大。针对现有色谱法监测的弊端,基于激光光声光谱原理,设计了气体监测模块,研制了变压器油中溶解气体在线监测预警装置,并建立了相对应的气体溯源校准方法。实验结果表明:在低、中、高不同浓度范围内,H_(2)、C_(2)H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、CO及CO_(2)的最大相对误差分别为-12.51%、-29.25%、-20.04%、-19.31%、19.11%、-26.7%及-20.18%,均在±30%误差范围内。总烃(C1+C2)的最大相对误差为18.87%,处于±20%误差限值内,满足技术规范要求。低、中、高浓度范围内总烃的RSD分别为2.46%、2.87%和4.3%,均不大于5%,表现出良好重复性。该装置可满足电力行业恶劣工况条件的监测需求,可为电力行业油中溶解气体在线监测提供有效的实践经验。 展开更多
关键词 激光光声光谱 油中溶解气体分析 溯源校准 测量误差 重复性
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基于高海拔地区变压器油中气体光声光谱分析系统设计
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作者 田顺强 彭永飞 +2 位作者 杨晓东 朱波 张青 《电力设备管理》 2023年第14期261-263,共3页
本文以光声光谱技术为基础,设计一款基于高海拔地区变压器油中气体光声光谱分析系统,并对系统的性能进行试验验证。
关键词 变压器油 高海拔地区 溶解气体 气体光声光谱分析系统
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结合小波分析法与导数光声光谱技术测量弱光谱信号的实验研究 被引量：1
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作者 郑金存 张慧 邵平 《大学物理》 北大核心 2010年第1期42-45,共4页
结合导数光声光谱技术与小波分析方法,精确测量了光声光谱中的弱光谱信号.首先利用自己设计的仪器装置实现光声光谱的一阶导数,在此基础上,根据导数光声光谱的数据选择合理的分析小波,将光声光谱信号分解为不同频率信号的叠加,被分解的... 结合导数光声光谱技术与小波分析方法,精确测量了光声光谱中的弱光谱信号.首先利用自己设计的仪器装置实现光声光谱的一阶导数,在此基础上,根据导数光声光谱的数据选择合理的分析小波,将光声光谱信号分解为不同频率信号的叠加,被分解的信号满足线性性质且原信号的峰值信息保持不变,由频率的差异可区分出光声信号和噪声信号,从而提取出光声光谱中的弱光谱信号.结合物理方法与软件方法的分析结果,准确地测量了氙灯的输出光声光谱中3个不明显的弱峰值,位置分别为699.7nm、753.4nm和776.5nm.该方法可以更准确地提取出光声光谱的峰值信息,有效地提高了光声光谱的测量精度,为光声光谱分析法在生物医学及化学分析中的应用提供了一种更精确的分析方法. 展开更多
关键词 光谱分析 光声光谱 导数光声光谱 小波分析
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