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可调谐二极管激光吸收光谱技术及其在大气质量监测中的应用

董凤忠 , 阚瑞峰 , 刘文清 , 刘建国 , 张玉钧 , 高山虎 , 王铁栋 , 王敏 , 陈东 , 魏庆农

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.03.002

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析.在大气痕量气体和气体泄漏的监测中,为了提高探测的灵敏度,一般会根据具体情况对激光器采取不同的调制技术如波长调制、振幅调制、频率或者位相调制等,同时和长光程吸收池相结合使用,并辅之以各种噪声压缩技术.TDLAS不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及地面的痕量气体和气体泄漏的检测.报道了最近研制的一套可调谐二极管激光吸收光谱检测大气中甲烷浓度的实验装置,这套装置具有灵敏度高、检测限低(ppb量级)、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点,若激光器的调谐波长范围能覆盖1.3～1.8 μm或者在光路中装配几台窄范围可调谐激光器实现波长扫描范围覆盖1.3～1.8μm,则可同时实现对大气中诸多重要痕量气体如CO2、CH4、CO、CH2O、H2S、NH3、HCI、C2H2等的同步监测.

关键词: 光谱学 , 可调谐二极管激光 , 怀特池 , 甲烷 , 大气质量监测

基于可调谐二极管激光吸收光谱学对二次谐波检测噪声分析研究

涂兴华 , 刘文清 , 王铁栋 , 王晓梅 , 王敏 , 张玉钧 , 刘建国 , 董凤忠

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.04.017

在可调谐红外激光器的基础上发展的新的痕量气体监测分析方法,已在大气化学研究和污染气体监测领域中得到了应用.在无法通过增加光程长度来提高系统检测灵敏度的环境中,降低噪声、提高信噪比,是提高TDLAS二次谐波检测技术系统检测灵敏度的途径之一.介绍了TDLAS的噪声来源并对短吸收光程下的CO和CO2的近红外波段二次谐波进行了测量研究和噪声分析.获得CO和CO2的最小检测灵敏度分别为0.73%和0.98%.这一结果能够满足某些对于测量要求不是很高的情况下的环境监测的需要.

关键词: 光谱学 , 可调谐二极管激光吸收光谱学 , 二次谐波检测 , 噪声 , 背景噪声

基于后向相干瑞利散射的分布式光纤传感在管道安全实时监测中的应用研究

严冰 , 董凤忠 , 张晓磊 , 陈学义 , 李俊 , 涂郭结 , 陈雪军 , CULSHAW Brian

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.03.016

开展了基于光纤后向相干瑞利散射原理的分布式光纤传感在管道安全实时监测系统中的信号数值模拟和实验研究.采用多个连续脉冲周期光纤相干后向瑞利散射光在有扰动情况的一维脉冲响应理论模型,解释了外部扰动对整个后向瑞利散射信号的影响.并且对理论模型进行数值模拟,直观展示了相干后向瑞利散射光功率关系曲线；通过对4 km长度的光纤进行扰动传感实验,有效地定位了扰动的发生；并且提出了一种利用软件寻峰归一化提高后向瑞利散射功率信号信噪比的方法,可以减少平均次数,从而增大可提取扰动频率范围.

关键词: 纤维与波导光学 , 分布式光纤传感 , 相干瑞利散射 , 管道安全 , 相位敏感

非线性定标方法在炉渣成分分析中的应用

贺文干 , 董凤忠 , 陈兴龙 , 余嵘华 , 付洪波 , 倪志波 , 王静鸽 , 汤玉泉

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2014.02.014

采用激光诱导击穿光谱技术对炉渣中的Ca、Mg含量进行了定量分析.由于炉渣成分复杂,建立的一元回归关系式往往得不到理想的结果,这时需要考虑多个自变量的回归分析问题.为了分析炉渣中Ca、Mg元素的含量,将炉渣中Mg、Ca、Fe、Si、Al的原子谱线强度以及Mg、Ca的离子谱线强度作为输入向量.由于不同谱线强度相差过大时,会使在计算出的权重系数中不同谱线所占的比重大不相同.为了消除不同谱线强度差距过大的影响,对光谱强度进行标准化处理,把所有谱线强度的值放在了一个相似的范围.综合对比分析了非线性多元函数定标、BP神经网络定标以及径向基网络(RBF神经网络)定标在炉渣成分分析中的作用,并重点分析了RBF神经网络定标相对于传统非线性定标方法的优势.

关键词: 光谱学 , 激光诱导击穿光谱 , 标准化 , 多个自变量 , 径向基网络

大气痕量气体测量的光谱学和化学技术

刘文清 , 崔志成 , 刘建国 , 谢品华 , 董凤忠 , 张玉钧 , 魏庆农

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.02.011

简略评论了大气痕量气体测量的光谱学和化学技术.光谱技术方面重点介绍差分光学吸收光谱(DOAS)、差分吸收激光雷达(DIAL)、傅里叶变换红外光谱学(FTIR)和可调谐半导体激光吸收光谱(TD-LAS),化学测量技术介绍色谱、质谱和色-质联用技术、化学发光测量技术、基体分离和电子自旋共振技术以及超声膨张技术等,并对宽带光谱测量、光谱技术之间、光谱技术与化学技术之间的联用趋势,以及仪器的小型化趋势作了展望.

关键词: 环境监测 , 痕量气体 , 光谱技术 , 化学分析技术

吉林延吉五凤金矿床构造控矿及矿体富集规律

汪建宇 , 贾大成 , 高文 , 徐爱军 , 任德奎

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2011.10.005

五凤金矿床是延边地区中生代火山岩金、铜成矿带中典型的金矿床,通过对该矿床构造控矿和矿体富集规律的研究,认为断裂构造是控制矿化蚀变带及矿体的主要因素.百草沟-金苍北东东向深断裂带与北西向小延吉河和朝阳河断裂的组合控制火山盆地的产生,为主要的导岩、导矿构造,小延吉河和朝阳河两条断裂的次级北东和北西向断层为主要的容矿构造.断层的交汇、张性断层、产状变化和多期次活动叠加等是控制富矿体的主要因素,依据构造控矿和矿体富集规律可以进行就矿找矿和成矿预测.

关键词: 五凤金矿床 , 断裂构造 , 控矿构造 , 成矿预测 , 吉林延吉

沙钢润忠公司EAF-LF-CC流程的生产时间分析

徐建华

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2000.06.012

对江苏沙钢集团润忠公司90t竖式电弧炉,钢包炉,小方坯连铸机流程的生产时间作了分析.发现影响电炉生产率的主要原因是辅助时间,钢包炉调节了电炉与连铸生产的节奏,起到了缓冲作用.

关键词: 竖式电弧炉 , 钢包炉 , 连铸 , 生产时间

忠武管道阴极保护断电电位测量结果分析

罗鹏 , 金鑫 , 徐承伟 , 薛致远 , 高强 , 张永盛

腐蚀与防护

采用GPS卫星同步断电法对忠武管道进行了断电电位测量,对结果进行了分析,评价了忠武管道阴极保护系统的有效性,并提出了改进建议.结果表明,三层PE管道相比于环氧粉末涂层管道更容易出现过保护现象,而且还容易受到干扰;电位是反应管道所处状态的主要指标,阴极保护系统的通电电位呈规律分布,但断电电位影响因素复杂,无明显规律.

关键词: 阴极保护 , 通电电位 , 断电电位