基于TDLAS技术的井下多组分气体浓度监测(特邀)

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作者 申晓良 胡澜夕 +1 位作者 高炎旭 林列 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期107-116,共10页

采用可调谐半导体激光吸收光谱技术分析了气体浓度与谐波强度之间的关系,并设计了多组分气体长距离输送系统对矿山有害气体进行远程实时监控,实现千米外对矿井环境内多种气体的实时浓度监测。在理论推导的基础上,对矿井中可能出现的一... 采用可调谐半导体激光吸收光谱技术分析了气体浓度与谐波强度之间的关系,并设计了多组分气体长距离输送系统对矿山有害气体进行远程实时监控,实现千米外对矿井环境内多种气体的实时浓度监测。在理论推导的基础上,对矿井中可能出现的一氧化碳气体(CO)、二氧化碳气体(CO_(2))、甲烷气体(CH_4)和乙烯气体(C_(2)H_4)四种气体进行了标定,获得了浓度标定曲线及检测下限,检测下限均可达到10^(-4)以下。对甲烷气体标定得到的线性相关系数R达到0.99554,检测下限为2.2×10^(-6),探测的稳定度为0.137%。在矿井应用中,长时间监测结果与矿方所拥有的气体检测系统检测到的数据变化趋势一致,随机抽取样本与第三方检测结果误差在5%以内。该多组分气体监测系统具有准确度高、监测限低和稳定性好等优点,可为矿山气体安全提供可靠的数据支持。 展开更多

关键词 tdlas技术 多组分气体 吸收光谱 煤矿 长距离传输

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基于TDLAS技术的矿井气体监测系统

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作者 刘渠 李臣华 +2 位作者 张华声 李群 钟成东 《现代矿业》 CAS 2024年第6期5-8,共4页

在矿井作业中,准确监测和控制有毒、有害及可燃气体的浓度,对于矿工安全作业至关重要。提出一种基于TDLAS技术的矿井气体监测系统,该系统由激光发射单元、光谱分析单元、数据采集与处理单元以及预警与控制单元组成。利用TDLAS技术高选... 在矿井作业中,准确监测和控制有毒、有害及可燃气体的浓度,对于矿工安全作业至关重要。提出一种基于TDLAS技术的矿井气体监测系统,该系统由激光发射单元、光谱分析单元、数据采集与处理单元以及预警与控制单元组成。利用TDLAS技术高选择性和高灵敏度的优势,对特定气体分子的吸收光谱进行精确测量,从而实现对矿井内多种气体组分的快速、准确识别和量化。通过现场测试,该系统能够在复杂的矿井环境中稳定运行,实时监测甲烷、一氧化碳、乙烯等关键气体指标,并通过数据分析及时发出预警信号。 展开更多

关键词 tdlas技术 矿井气体监测 光谱分析

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基于TDLAS技术与小波变换去噪算法的甲烷浓度检测 被引量：9

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作者 梁承权 吕德深 +1 位作者 朱浩亮 陆晓 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期209-216,共8页

为进一步提高甲烷浓度检测精度,搭建了基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术的甲烷浓度检测实验系统,利用甲烷在波长1653.72 nm处吸收强度很高且可以最大限度消除其他气体干扰的特性,通过提取二次谐波信号实现... 为进一步提高甲烷浓度检测精度,搭建了基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术的甲烷浓度检测实验系统,利用甲烷在波长1653.72 nm处吸收强度很高且可以最大限度消除其他气体干扰的特性,通过提取二次谐波信号实现甲烷浓度检测。然后分别采用heursure硬阈值算法、heursure软阈值算法和sqtwolog固定阈值算法作为小波变换阈值算法,通过分析未去噪及小波变换去噪处理后得到的甲烷吸收信号谱图、甲烷二次谐波信号谱图、甲烷吸收信号的信噪比和均方根误差,优选sqtwolog固定阈值算法作为小波变换阈值算法。不同浓度的甲烷标气线性拟合实验及特定浓度的甲烷标气重复性实验结果表明:通过小波变换(采用sqtwolog固定阈值算法)能有效降低噪声干扰,去噪处理后提取的二次谐波信号与甲烷真实浓度拟合优度R^(2)为0.984,拟合效果更佳。采用TDLAS技术结合小波变换去噪算法,实现甲烷浓度检测的同时也能提高甲烷浓度检测精度。 展开更多

关键词 甲烷浓度检测 tdlas技术 二次谐波信号 小波变换阈值算法 去噪处理

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TDLAS技术在天然气泄漏检测中的应用研究 被引量：6

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作者 朱云伟 《管道技术与设备》 CAS 2023年第2期19-22,47,共5页

文中基于TDLAS技术基本原理,将TDLAS技术应用于天然气泄漏检测中,根据不同的应用场景设计固定反射式气体探测设备、旋转云台式气体检测设备、手持式激光气体遥测仪等应用方案,并通过不同种类检测设备的实验对比,结果显示在甲烷浓度较低... 文中基于TDLAS技术基本原理,将TDLAS技术应用于天然气泄漏检测中,根据不同的应用场景设计固定反射式气体探测设备、旋转云台式气体检测设备、手持式激光气体遥测仪等应用方案,并通过不同种类检测设备的实验对比,结果显示在甲烷浓度较低时,激光遥测仪更灵敏。基于TDLAS技术的甲烷激光遥测仪具有响应速度快、无接触测量、检测灵敏度高等优势,能够提高检漏的安全性与检测速度。 展开更多

关键词 tdlas技术 波长调制 天然气泄漏 检测技术

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基于TDLAS技术的卷烟烟气CH_4含量检测系统 被引量：5

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作者 杨柯 张龙 +4 位作者 吴晓松 李志刚 王安 刘勇 计敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3310-3314,共5页

卷烟烟气的快速、实时分析对于研究卷烟烟气在抽吸过程中的逐口传递规律,探究吸烟与健康的关系具有十分重要的意义。为准确分析卷烟烟气中CH_4的逐口释放特征,基于TDLAS技术,结合改造后的商用单孔道吸烟机,建立了卷烟烟气在线分析系统... 卷烟烟气的快速、实时分析对于研究卷烟烟气在抽吸过程中的逐口传递规律,探究吸烟与健康的关系具有十分重要的意义。为准确分析卷烟烟气中CH_4的逐口释放特征,基于TDLAS技术,结合改造后的商用单孔道吸烟机,建立了卷烟烟气在线分析系统。以装有CH_4（体积分数为0.4‰）的集气袋模拟卷烟,验证了本系统的逐口稳定性,二次谐波峰值稳定在1.39附近。利用该系统,选择中心波长在1653.72nm的半导体激光器对四种品牌卷烟烟气中的CH4进行了逐口在线分析。实验结果表明,卷烟烟气中CH_4的含量随着抽吸口数的增加而增加。烤烟型卷烟的总量和逐口含量均明显大于混合型卷烟,烤烟型和混合型卷烟分别在400~900和200~600ppm范围内逐口递增。同时不同类型烤烟型卷烟烟气中CH_4的总量和逐口含量也有差别。与传统的逐口分析方法相比,本系统抗干扰能力强,能够有效避免烟气中其他气体干扰,并且可在卷烟抽吸间隔完成逐口检测,无需样品前处理,大大提高了检测效率。该技术在卷烟烟气的逐口在线检测方面具有较好应用前景。 展开更多

关键词 tdlas技术 卷烟烟气 CH4 分析

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基于TDLAS技术的CO在线测量平衡探测电路设计 被引量：3

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作者 贺春贵 张玉钧 +7 位作者 鲁一冰 刘国华 唐七星 范博强 何莹 尤坤 高乾坤 张恺 《电子测量技术》 2018年第1期18-23,共6页

一氧化碳（CO）是大气中分布最广和数量最多的污染物,它是不完全燃烧的产物之一,在机动车尾气和化石燃烧过程中的排放,也可能是一些材料过热时产生的分解气体,如组合电器开关中的有机绝缘材料在过热故障时产生。因此在不同应用场合进行... 一氧化碳（CO）是大气中分布最广和数量最多的污染物,它是不完全燃烧的产物之一,在机动车尾气和化石燃烧过程中的排放,也可能是一些材料过热时产生的分解气体,如组合电器开关中的有机绝缘材料在过热故障时产生。因此在不同应用场合进行痕量CO气体高灵敏测量具有重要意义。平衡探测光谱技术可去除激光器光源波动噪声,增大检测信号的动态范围,提高检测灵敏度。基于TDLAS技术,结合平衡探测光谱技术,设计了平衡探测电路,开展了不同CO浓度测量的实验研究,并得到测量实验系统检测下限为0.44×10^-6,其检测灵敏度比直接吸收光谱技术提高了近4.8倍。 展开更多

关键词 tdlas技术 平衡探测技术 CO浓度测量 电路设计

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基于TDLAS技术的柴油机排放气体温度测试系统数值仿真 被引量：2

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作者 袁志国 姜子印 +3 位作者 杨乐乐 穆彦龙 杨晓涛 马修真 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第S1期201-203,207,共4页

船用柴油机的排放温度是重要的运行参数,在一定程度上反映了柴油机的燃烧过程,通过测量其瞬态排温信号中可得到燃烧场信息从而控制其排放污染气体。文章采用可调谐激光吸收光谱技术并阐述了温度原理,总结挑选谱线对的原则,利用挑选的谱... 船用柴油机的排放温度是重要的运行参数,在一定程度上反映了柴油机的燃烧过程,通过测量其瞬态排温信号中可得到燃烧场信息从而控制其排放污染气体。文章采用可调谐激光吸收光谱技术并阐述了温度原理,总结挑选谱线对的原则,利用挑选的谱线与试验数据分别进行MATLAB数值仿真并对其结果进行对比,最后得到的试验挑选的谱线具有更好的灵敏度,适用温度的实时测量试验,对船用柴油机检测温度试验具有参考意义。 展开更多

关键词 船用柴油机 tdlas技术 排放 气体温度 实时监测

原文传递

利用TDLAS技术检测SF_6高压开关中的HF气体 被引量：2

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作者 姚强 袁子茹 +2 位作者 李新田 苗玉龙 邱妮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第5期70-71,90,共3页

介绍了一种可基于TDLAS技术的用于检测SF6高压开关中HF气体浓度的仪表,采用了电流调谐的方法,使用锁相放大器进行检波,并引入了三光路自动校准技术,避免了光路偏转以及光强衰减造成的误差,提高了仪表的稳定性、可靠性和测量准确性。

关键词 tdlas技术 HF气体 电流调谐 自动校准

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TDLAS技术在线分析主流烟气气相物中CO的逐口释放特征

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作者 杨柯 崔海滨 +7 位作者 李慧 范黎 张龙 吴晓松 李志刚 王安 刘勇 计敏 《烟草科技》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期36-42,共7页

为准确分析卷烟主流烟气气相物中CO的逐口释放特征,改造了单孔道吸烟机,建立了一套基于可调谐二极管半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的卷烟主流烟气逐口在线分析系统。利用该系统,分析了管路和滤片夹持器残留对烟气逐口分析结果的影响,对... 为准确分析卷烟主流烟气气相物中CO的逐口释放特征,改造了单孔道吸烟机,建立了一套基于可调谐二极管半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的卷烟主流烟气逐口在线分析系统。利用该系统,分析了管路和滤片夹持器残留对烟气逐口分析结果的影响,对4种不同类型卷烟中CO的逐口释放量进行了检测,探讨了其传递规律。结果表明:1清除残留前后CO的逐口传递规律明显不同;2在清除模式下,主流烟气中CO的释放量先降低后逐口增加,其中第2口的CO释放量最低。与传统检测方法相比,基于TDLAS技术的改造型单孔道吸烟机,能快速完成烟气中CO的检测,并有效避免烟气中其他成分的干扰。 展开更多

关键词 卷烟 主流烟气 CO 逐口 tdlas技术 在线分析

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TDLAS技术在天然气微量泄漏检测过程中的应用 被引量：4

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作者 马吉 徐景德 +2 位作者 王理翔 陈昊驰 宋晓婷 《华北科技学院学报》 2017年第3期75-78,共4页

随着全球对天然气的需求急剧增加,管道输送也显得越来越重要,而高效迅速的天然气管道泄漏检测技术是管道安全运行的重要保障。TDLAS检测技术是利用气体分子吸收光谱的原理来进行天然气泄漏检测的。本文将系统详细的介绍TDLAS技术的研究... 随着全球对天然气的需求急剧增加,管道输送也显得越来越重要,而高效迅速的天然气管道泄漏检测技术是管道安全运行的重要保障。TDLAS检测技术是利用气体分子吸收光谱的原理来进行天然气泄漏检测的。本文将系统详细的介绍TDLAS技术的研究进展和原理方法,而且设计了一种实验室的TDLAS实验系统,最后指出了现在仍存在的一些问题和未来发展。 展开更多

关键词 tdlas技术 天然气 泄漏检测 吸收光谱

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基于TDLAS技术的激光氧分析仪在罐区中的应用

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作者 黄锐杰 李为民 黄方 《化工自动化及仪表》 CAS 2018年第10期767-771,共5页

针对横河TDLS8000激光氧分析仪在广州石化8#罐区的应用情况,提出配套仪表吹扫盘管线改进方案。针对在线验证的繁琐操作和存在的安全隐患,采集实验数据,运用最小二乘法,利用Matlab数学软件建立在线验证数学模型并验证了模型的准确性,提... 针对横河TDLS8000激光氧分析仪在广州石化8#罐区的应用情况,提出配套仪表吹扫盘管线改进方案。针对在线验证的繁琐操作和存在的安全隐患,采集实验数据,运用最小二乘法,利用Matlab数学软件建立在线验证数学模型并验证了模型的准确性,提高维护的工作效率,降低安全风险。 展开更多

关键词 激光氧分析仪 tdlas技术 在线验证 二次谐波 最小二乘法 MATLAB

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基于TDLAS技术判定猪肉挥发性盐基氮含量 被引量：2

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作者 赵广华 苏维均 谢涛 《食品科学技术学报》 CAS 北大核心 2018年第1期83-88,共6页

挥发性盐基氮(TVB-N)含量是猪肉新鲜度检测中的一项重要指标。为了检测猪肉变质过程中挥发出的硫化氢气体(H2S)浓度,设计了一套基于激光气体检测技术(TDLAS)的气体检测系统,同时利用国标方法测量了相同环境下TVB-N的含量,并探究了新鲜... 挥发性盐基氮(TVB-N)含量是猪肉新鲜度检测中的一项重要指标。为了检测猪肉变质过程中挥发出的硫化氢气体(H2S)浓度,设计了一套基于激光气体检测技术(TDLAS)的气体检测系统,同时利用国标方法测量了相同环境下TVB-N的含量,并探究了新鲜猪肉在25℃,70%相对湿度(RH)的环境下腐败过程中TVB-N与H2S气体浓度的变化规律以及两者间的数量关系。结果表明,新鲜猪肉在变质过程中,TVB-N含量和H2S浓度都逐渐增加,且不同时间点所测得H2S浓度与TVB-N含量呈直线正相关(p<0.02)。因此,在猪肉变质过程中可以用TDLAS检测H2S的方法来间接测量TVB-N含量,从而可以快速、无损、精准得到TVB-N含量,提高了肉质检测的效率。 展开更多

关键词 tdlas技术 猪肉新鲜度检测 挥发性盐基氮 硫化氢

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基于TDLAS技术的甲烷气体全量程探测系统 被引量：1

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作者 谢子殿 冯源 韩龙 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2019年第3期335-340,共6页

为提高矿井甲烷气体检测的准确性,利用Simulink对TDLAS系统中光源调制部分以及气体吸收部分进行仿真,将仿真结果移植进DSP硬件中,作为探测电路提供信号源,结合直接吸收检测和波长调制法,设计了一种全量程的甲烷探测系统。以体积分数5%... 为提高矿井甲烷气体检测的准确性,利用Simulink对TDLAS系统中光源调制部分以及气体吸收部分进行仿真,将仿真结果移植进DSP硬件中,作为探测电路提供信号源,结合直接吸收检测和波长调制法,设计了一种全量程的甲烷探测系统。以体积分数5%为阈值,低于阈值时使用波长调制法进行检测,高于阈值时使用直接吸收法检测。结果表明:在0~5%体积分数范围内,甲烷监测系统测量误差不超过±0.05%;在5%~100%的体积分数范围内,最大测量误差不超过±2%。实验结果良好,证明该系统可行,弥补了使用单一测量方法带来的误差。 展开更多

关键词 甲烷 tdlas技术 直接吸收检测 波长调制

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基于TDLAS技术的CH_(4)气体在线检测研究 被引量：2

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作者 赵静 张东 《煤矿机械》 2022年第5期41-43,共3页

易燃易爆气体CH_(4)的实时在线检测在矿井安全中极其重要。分析现有的气体传感器优缺点,采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术为矿井可燃气体的检测提供了可靠的技术。采用TDLAS技术设计的CH_(4)传感器,利用软件开发工具Visual Stu... 易燃易爆气体CH_(4)的实时在线检测在矿井安全中极其重要。分析现有的气体传感器优缺点,采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术为矿井可燃气体的检测提供了可靠的技术。采用TDLAS技术设计的CH_(4)传感器,利用软件开发工具Visual Studio设计C#语言动态监控用户界面,实现对矿井CH_(4)可燃气体的产生和泄漏进行实时高精度、高可靠性在线检测。 展开更多

关键词 tdlas技术 光谱技术 矿井燃气 CH_(4)气体

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基于TDLAS技术的云中水含量机载吊舱 被引量：1

15

作者 李茂娅 魏璐达 《气象水文海洋仪器》 2017年第4期46-50,共5页

云中水含量是机载大气探测的一个重要物理要素,已有的机载测量设备精度不高,设备一致性较差,且无法测得固态或固液共存的混合含水量。太原航空仪表有限公司研制了基于TDLAS技术的云中水含量吊舱,并成功进行了试验飞行。该设备采用DFB激... 云中水含量是机载大气探测的一个重要物理要素,已有的机载测量设备精度不高,设备一致性较差,且无法测得固态或固液共存的混合含水量。太原航空仪表有限公司研制了基于TDLAS技术的云中水含量吊舱,并成功进行了试验飞行。该设备采用DFB激光器结合长光程吸收池,克服了以往测量方法存在的缺点,测量精度高、响应速度快,获得了可信的试飞数据。 展开更多

关键词 tdlas技术 DFB激光器 长光程吸收池 水含量

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环境大气检测中TDLAS技术的应用剖析 被引量：1

16

作者 高浩凯 范成成 《资源节约与环保》 2018年第4期28-28,共1页

本文简述了TDLAS技术的概念和优势,浅析了TDLAS技术在环境大气检测中的应用原理和应用要点,以期为环境大气检测中TDLAS技术的应用提供借鉴。

关键词 环境大气检测 tdlas技术 应用

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基于TDLAS技术开展大气环境质量监测的研究分析 被引量：1

17

作者 庄辉 《皮革制作与环保科技》 2022年第15期56-58,共3页

TDLAS是一种新型技术,该技术主要是利用可调谐半导体激光器具有的波长和窄线宽注入一定电流,测量单个、距离相对较近、无法高质量分辨的吸收线,该技术具备反应速度较快、选择性较高、灵敏度优异,同时能够针对多组分进行测量的特征。将... TDLAS是一种新型技术,该技术主要是利用可调谐半导体激光器具有的波长和窄线宽注入一定电流,测量单个、距离相对较近、无法高质量分辨的吸收线,该技术具备反应速度较快、选择性较高、灵敏度优异,同时能够针对多组分进行测量的特征。将这一技术运用到大气环境监测中,可充分解决大气在线监测存在的缺陷,保证大气监测效果、监测质量和水平。 展开更多

关键词 tdlas技术 大气质量 监测

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基于TDLAS技术的HCl气体浓度在线监测分析仪的研制

18

作者 黄文平 《科技视界》 2013年第18期29-30,共2页

HCl是一种重要的工业污染排放气体,过量的排放HCl会导致附近环境变得恶劣,人体健康受到损害。对HCl的排放浓度进行准确在线监测,可以有效的控制HCl的整体排放量,能为环境污染提供必要的监测数据。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(... HCl是一种重要的工业污染排放气体,过量的排放HCl会导致附近环境变得恶劣,人体健康受到损害。对HCl的排放浓度进行准确在线监测,可以有效的控制HCl的整体排放量,能为环境污染提供必要的监测数据。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS),研制出一种可用于在线监测HCl气体浓度的分析仪,利用TDLAS技术高灵敏度、快速响应、高选择性的优点,实现了工业HCl气体浓度的在线监测。 展开更多

关键词 tdlas技术 HCl浓度测量 在线分析仪

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TDLAS技术中谐波信号的理论推导与实验研究 被引量：5

19

作者 车璐 丁艳军 彭志敏 《应用物理》 2012年第3期92-97,共6页

本文对可调谐二极管激光吸收光谱技术中的激光瞬时光强进行了数值模拟和物理实验验证,确定了波长调制法中激光瞬时光强的准确表达式,并由此推导出全新的谐波信号通项表达式,分析了被检信号与参考信号间的相位差对谐波信号的影响。在实... 本文对可调谐二极管激光吸收光谱技术中的激光瞬时光强进行了数值模拟和物理实验验证,确定了波长调制法中激光瞬时光强的准确表达式,并由此推导出全新的谐波信号通项表达式,分析了被检信号与参考信号间的相位差对谐波信号的影响。在实验室条件下利用CO2分子位于6527.64 cm–1的吸收谱线进行了测量实验。测量结果表明,激光瞬时光强的调制幅度在扫描过程中固定,不随扫描平均光强而变化;被检信号与参考信号间的相位差会对谐波信号的幅值和相位产生影响,在气体浓度和温度测量中不可忽略。 展开更多

关键词 可调谐二极管激光吸收光谱技术(tdlas) 波长调制法(WMS) 谐波信号

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TDLAS技术在天然气泄漏检测中的应用 被引量：1

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作者 胡小燕 《中国石油和化工标准与质量》 2023年第24期36-38,共3页

随着经济社会领域天然气资源的增加,我国增大了对天然气的开发力度。天然气管道输送的风险较大,一旦出现泄漏问题将造成资源浪费、火灾等事故。为有效预防天然气泄漏引发的一系列问题,做好泄漏检测十分重要。当下虽陆续出现了多种泄漏... 随着经济社会领域天然气资源的增加,我国增大了对天然气的开发力度。天然气管道输送的风险较大,一旦出现泄漏问题将造成资源浪费、火灾等事故。为有效预防天然气泄漏引发的一系列问题,做好泄漏检测十分重要。当下虽陆续出现了多种泄漏检测技术,但TDLAS技术的优势明显,能高效获取泄漏数值,为天然气管道的维护与检修提供切实依据。基于此,本文以天然气泄漏检测作为研究重点,主要分析了TDLAS检测技术的具体应用,有利于该技术的推广。 展开更多

关键词 天然气泄漏检测 tdlas技术 应用

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