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基于视线效应修正的中红外激光吸收光谱对冲扩散火焰温度测量方法
1
作者 万涛 陆盛曜 +3 位作者 马柳昊 孙博闻 黄弈涛 王宇 《光学精密工程》 北大核心 2025年第18期2833-2843,共11页
精准测量对冲扩散火焰温度对于构建高保真燃烧化学反应机理、揭示污染物生成机制以及开发高效清洁燃烧技术,具有重要的理论指导意义和工程应用价值。激光吸收光谱技术(Laser Absorption Spectroscopy,LAS)作为一种广泛应用的非接触式测... 精准测量对冲扩散火焰温度对于构建高保真燃烧化学反应机理、揭示污染物生成机制以及开发高效清洁燃烧技术,具有重要的理论指导意义和工程应用价值。激光吸收光谱技术(Laser Absorption Spectroscopy,LAS)作为一种广泛应用的非接触式测温手段,近年来受到广泛关注。然而,由于吸收路径上热力学和化学参数的非均匀分布,传统基于视线(Line-of-Sight,LOS)积分的测量方法在获取火焰温度信息时存在较大不确定性,影响其测量的准确性和可靠性。尽管传统的层析重建方法和多谱线轮廓拟合技术能够一定程度上恢复火焰中心的温度信息,但这类方法通常实现过程复杂、计算耗时,难以满足高保真测试诊断的需求。本文提出了一种视线效应修正的中红外激光吸收光谱测温方法,该方法通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和光谱数值模拟定量不同火焰位置非均匀性对LOS测温结果的偏差影响,最终实现LOS测温修正。为验证该方法,基于H_(2)O分子吸收光谱在2.5μm附近的强吸收谱线对开展系统LOS测温实验,并对比层析重建测量结果和耦合详细化学反应机理的仿真结果。实验结果表明本文提出的温度修正方法对不同燃料燃烧对冲扩散火焰的LOS测温结果可靠性有明显提升,与层析重建实验和CFD结果相比,相对结果差异由修正前的10%~20%降至5%以内,且大部分测量位置小于2%。本文提出的温度修正方法可大幅提高LOS测量方法的可靠性,同时省去了耗时的机械式层析扫描步骤,为对冲扩散火焰温度的快速、准确测量提供了一种有效解决方案。 展开更多
关键词 视线效应 中红外激光吸收光谱技术 温度分布 温度修正
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基于波长调制光谱技术的高湿烟气残余氧定量测量
2
作者 李琦 王昊 +4 位作者 马柳昊 周晨 严永胜 杜建国 王宇 《光电工程》 北大核心 2025年第9期163-173,共11页
在工业能耗与排放双控的背景下,燃烧效率的精准判断至关重要。氧气作为参与燃烧反应的代表性氧化剂,其在高温烟气中的残余量是评估燃烧状态的关键指标。针对工业高温高湿烟气环境(水汽体积分数为10%~50%)中,传统电化学法和气相色谱法在... 在工业能耗与排放双控的背景下,燃烧效率的精准判断至关重要。氧气作为参与燃烧反应的代表性氧化剂,其在高温烟气中的残余量是评估燃烧状态的关键指标。针对工业高温高湿烟气环境(水汽体积分数为10%~50%)中,传统电化学法和气相色谱法在残余氧测量的精度、可靠性和时间响应等方面性能不足的问题,研制了一种基于激光吸收光谱的传感器,可实现高温高湿烟气中残余氧的定量测量。该传感器采用760 nm激光器与18 m高温长光程气体池,结合波长调制光谱方法,通过优化调制参数有效抑制高湿背景干扰。实验表明,系统具备宽动态检测范围(1 s内0.013%至5.000%),且在高湿与高温(473 K)条件下保持高线性响应(拟合线性度R^(2)≥0.999)。根据Allan方差评估,高温环境下积分时间为183 s时系统的最小检测下限可达17×10^(-6),连续测量验证该传感器在高湿烟气环境中对氧气浓度变化的快速响应能力与良好的稳定性,为高温高湿烟气环境下残余氧浓度的高精度、宽范围、在线监测提供可靠方案。 展开更多
关键词 波长调制光谱 残余氧测量 高湿背景 定量测量
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基于K-MLE的宽浓度范围气体吸收光谱反演方法研究
3
作者 俞沁怡 范博强 +5 位作者 尤坤 何莹 张世奇 蔡傲雪 韩泠然 张玉钧 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2475-2483,共9页
基于朗伯-比尔定律的气体吸收光谱技术被广泛运用于各类污染气体的排放检测研究中,然而在进行高浓度气体测量时,由于设备局限性、气体饱和吸收等因素影响,光谱吸光度与浓度间出现的非线性偏移将使待测气体浓度的测量结果出现严重偏差。... 基于朗伯-比尔定律的气体吸收光谱技术被广泛运用于各类污染气体的排放检测研究中,然而在进行高浓度气体测量时,由于设备局限性、气体饱和吸收等因素影响,光谱吸光度与浓度间出现的非线性偏移将使待测气体浓度的测量结果出现严重偏差。利用待测光谱与标准光谱间的线性信号相关性反映两者浓度间的关系,提出对差分光密度谱间线性相关系数K值进行极大似然估计(K-MLE)来实现宽浓度范围内的气体浓度反演。基于移动区间法计算了气体吸收波段内不同波长处、不同区间大小内的线性相关系数,对相关系数集合进行区间估计后分段构建似然函数并求解最佳系数估计值,能够有效避免因信号扰动等问题引起的测量结果波动,最终结合浓度阈值与补偿方程实现宽范围内浓度反演。以对二氧化硫(SO_(2))气体的浓度检测为例,对不同浓度气体样品获得的30组光谱信号数据进行处理,用30组浓度均值的相对误差表征反演方法的准确性,用浓度测量值的标准差衡量反演方法的稳定性。在相同的低浓度条件下,宽带法、窄带法和K-MLE法计算得出的反演浓度均值误差分别为6.14%、22.13%和0.11%,在保证结果较好稳定性的前提下,K-MLE法实现了最佳测量精度;在0~508μL·L^(-1)的宽浓度范围内,K-MLE法浓度反演结果最大均值误差为0.98%,最大标准差为1.25,反演效果明显优于其他两种经典方法。结果表明,K-MLE法提供了一种有效的非线性偏移补偿方法,能够准确且稳定地实现宽浓度范围内的气体浓度反演。 展开更多
关键词 信号相关分析 极大似然估计 宽浓度范围 浓度反演方法
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基于中红外吸收光谱的痕量水汽在线测量
4
作者 钟翔雨 史青 +6 位作者 张步强 张宇露 刘晓英 蒙瑰 牛慧文 邵文博 周建发 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期358-363,共6页
痕量水汽检测在半导体芯片制造、大气模型研究、高纯气体制备等方面发挥重要作用。针对痕量水汽浓度的精确、快速测量的需求,提出基于5020 nm中红外激光器的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对高纯氮气中的痕量水汽进行实时在线测... 痕量水汽检测在半导体芯片制造、大气模型研究、高纯气体制备等方面发挥重要作用。针对痕量水汽浓度的精确、快速测量的需求,提出基于5020 nm中红外激光器的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对高纯氮气中的痕量水汽进行实时在线测量的方案。气体在中红外波段具有高选择性和吸收能力的特点,在此波段进行痕量水汽检测具有选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点。根据HITRAN数据库中光谱参数对水汽吸收谱线进行仿真,仿真结果表明H2O在5020.36 nm处有强吸收,且无其他气体干扰,选取该谱线对高纯氮气中的水汽吸收进行研究。选用5020 nm中心波长的带间级联激光器(ICL)作为光源搭建TDLAS实验系统。激光器输出激光分为两路,一路作为参考光路,用于获得吸收池外的背景水汽吸收,另一路为测量光路,通过Herriott吸收池获得待测气体中的水汽吸收,吸收池内光程L=10 m。探测器将接收到的光信号转换为电信号,经放大电路放大后被采集并传输到计算机,采样频率为25 MHz。分别对参考、测量光路信号进行基线拟合和Voigt线型拟合,得到水汽的吸光度曲线和积分吸光度,通过计算扣除测量光路中的背景水汽吸收,得到高纯氮气中的痕量水汽浓度。将上述反演过程的算法嵌入软件平台,对采集的透射光强数据直接进行反演处理,实时得到吸收池内高纯氮气中的水汽浓度值,响应时间为12 s。待水汽浓度值稳定后,取30次测量结果的平均值作为各批次高纯氮气水汽浓度的实验结果。实验结果表明,测量得到的各批次高纯氮气的痕量水汽浓度与国家标准要求的高纯氮气中水汽浓度之间的偏差小于±5%,最大偏差为-3.04%,对实验结果进行误差分析,计算得到水汽体积分数的不确定度最大为0.159×10^(-6)。该实验装置可以在中红外波段对高纯气体中痕量水汽浓度进行准确、可靠的在线测量,为中红外波段进行痕量气体在线监测提供一种切实可行的方案。 展开更多
关键词 中红外 吸收光谱 痕量水汽 在线测量
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中红外层析吸收光谱技术应用于甲烷掺氨层流预混火焰温度测量 被引量：2
5
作者 陆盛曜 马柳昊 +4 位作者 张健鹏 李青 周吉伟 万涛 王宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期2733-2743,共11页
氨(NH3)是一种代表性的零碳燃料,其完全燃烧产物为水(H_(2)O(g))和氮气。由于其独特的零碳排放优势,近年来,NH3已在热力锅炉、内燃机和工业窑炉中实现高比例掺烧的减排应用。由于火焰温度与燃烧效率和污染物生成密切相关,因此亟须精准... 氨(NH3)是一种代表性的零碳燃料,其完全燃烧产物为水(H_(2)O(g))和氮气。由于其独特的零碳排放优势,近年来,NH3已在热力锅炉、内燃机和工业窑炉中实现高比例掺烧的减排应用。由于火焰温度与燃烧效率和污染物生成密切相关,因此亟须精准的实验数据以实现对燃烧过程的主动控制。本文开发了基于中红外层析吸收光谱技术的测量系统,通过跃迁谱线分析,优选了H_(2)O在基频谱带(v3)内2482 nm附近的吸收谱线开展吸收光谱测量。采用多个Voigt线型函数实现H_(2)O光谱重叠吸收特征的精确拟合,并结合阿贝尔逆变换和正则化技术实现了不同掺氨比燃烧工况下火焰温度的免标定、定量测量。实验结果表明纯氨燃料和甲烷/氨气混合燃料的火焰面位置位于燃烧器上方高度的0.5~2 mm之间,当体积掺氨比从20%向100%增大时,火焰面逐渐远离燃烧器,同时火焰最高温度大约从1600 K上升至2000 K。本文开发的测量方法与系统,不仅能捕捉到层流预混火焰沿着轴向和径向的非均匀温度分布,还能分辨出不同燃烧工况下的火焰温度差异,特别适合零碳氨燃料火焰温度测量。 展开更多
关键词 中红外层析吸收光谱技术 温度测量 氨燃料层流预混火焰 温度分布
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米散射激光雷达气溶胶反演精度的影响因素研究 被引量：3
6
作者 赵瑞安 高天元 +2 位作者 衣文索 李东旭 黄思樵 《应用激光》 CSCD 北大核心 2024年第1期76-85,共10页
针对传统大气探测激光雷达存在体积大、结构复杂的问题,设计一款小型离轴米散射激光雷达大气探测系统。首先,使用自行搭建的小型米散射激光雷达试验系统在长春地区进行24 h的连续大气探测,得到的大气气溶胶消光系数廓线的变化规律与当... 针对传统大气探测激光雷达存在体积大、结构复杂的问题,设计一款小型离轴米散射激光雷达大气探测系统。首先,使用自行搭建的小型米散射激光雷达试验系统在长春地区进行24 h的连续大气探测,得到的大气气溶胶消光系数廓线的变化规律与当地实际情况相符合,证明此试验系统是可行的;其次,讨论影响气溶胶反演精度的各种因素,并采用恰当的方法去除背景噪声以提高反演精度,通过分析发现后向散射消光对数比k、边界值σ_(m)在一定范围内随着其取值的增大,气溶胶消光系数也随之增大,而激光雷达比S_(a)在一定取值范围内与大气气溶胶消光系数值是反比关系;最后,对系统重叠因子进行修正,一定程度上提高了近地面气溶胶的反演精度。 展开更多
关键词 米散射 激光雷达 气溶胶 反演精度 消光系数
原文传递
同轴零盲区米散射激光雷达系统仿真与设计 被引量：2
7
作者 李东旭 孙高飞 +2 位作者 衣文索 蒋雨辰 赵瑞安 《应用激光》 CSCD 北大核心 2024年第3期142-149,共8页
针对传统米散射激光雷达近距离探测盲区大的缺陷,设计一款同轴的米散射激光雷达气溶胶探测系统。首先,通过美国标准大气模型和激光雷达系统参数对系统回波信噪比进行了数值模拟研究。主要讨论激光脉冲能量、雷达接收口径、脉冲累加数对... 针对传统米散射激光雷达近距离探测盲区大的缺陷,设计一款同轴的米散射激光雷达气溶胶探测系统。首先,通过美国标准大气模型和激光雷达系统参数对系统回波信噪比进行了数值模拟研究。主要讨论激光脉冲能量、雷达接收口径、脉冲累加数对回波信噪比的影响。仿真结果表明,提高发射激光脉冲能量、增加雷达接收口径、增加脉冲累加数都可以提高回波信噪比,其中,增加雷达接收口径对回波信噪比的提升最为明显。其次,设计平衡探测器对散射回光进行光电转换。最后,基于系统结构搭建了可移动式米散射激光雷达实验平台,对大气气溶胶进行初步探测,试验结果表明:提高发射激光脉冲能量对探测距离的影响不大,该系统的有效探测距离在约10 km;平衡探测法相对于直接探测法信噪比提高了2.7倍;系统的同轴设计使得近距离探测盲区几乎为0,空间分辨率可以达到120 m。 展开更多
关键词 米散射 大气气溶胶 数值模拟 盲区
原文传递
基于调制激光光谱吸收的高稳定性气体检测 被引量：2
8
作者 康虎 张夏 +2 位作者 郑世杰 邵犁 冯国英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-152,共8页
为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可... 为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可视化仿真工具对气体检测系统进行理论仿真,同时通过搭建的气体检测系统验证仿真结果。结果表明,通过优化扫描信号,提高了检测系统的稳定性,偏差值从0.3%降至0.07%;建立了2次谐波信号均值与气体体积分数的反演模型,线性拟合的相关系数R^(2)=99.99%。此研究为提升TDLAS系统的稳定性和准确性,及实现高稳定气体检测具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 光谱学 波长调制光谱-可调谐二极管激光吸收光谱 呼出气检测 建模仿真
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基于BP神经网络模型的呼出气δ^(13)C、δ^(18)O同位素丰度测量方法研究 被引量：1
9
作者 黄文彪 夏滑 +4 位作者 王前进 孙鹏帅 庞涛 吴边 张志荣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2761-2767,共7页
碳13(^(13)C)尿素呼气试验在国内外作为检测幽门螺旋杆菌的“金标准”已被广泛采用,精准测量CO_(2)中碳(C)和氧(O)同位素特征对疾病诊断具有重大意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等众多优... 碳13(^(13)C)尿素呼气试验在国内外作为检测幽门螺旋杆菌的“金标准”已被广泛采用,精准测量CO_(2)中碳(C)和氧(O)同位素特征对疾病诊断具有重大意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等众多优点,在多个领域得到广泛应用,同时完全适用于气体同位素的测量研究。该研究面向人体呼出气体中的CO_(2)气体检测需求,基于直接吸收光谱技术,采用中心波长为4.32μm的量子级联激光器(QCL)结合光程为14 cm/44 mL的小容积气体吸收腔体,完成了同时测量^(16)O^(12)C^(16)O、^(18)O^(12)C^(16)O和^(16)O^(13)C^(16)O的多组分同位素气体浓度的实验系统。基于反向传播(BP)神经网络模型,降低直接吸收光谱系统中光源稳定性和测量样品气体波动带来的噪声干扰。结果表明:基于BP神经网络模型的同位素丰度测量精度与稳定性均优于吸光度峰值比法,^(16)O^(13)C^(16)O与^(18)O^(12)C^(16)O的浓度测量精度分别提高约1.27与1.58倍。Allan方差分析表明,当积分时间为106 s时,采用BP神经网络模型的^(13)C与^(18)O同位素丰度测量精度分别为0.97‰和1.47‰,相比吸光度峰值比法测量精度提高了约2.1倍与1.2倍。充分证明了基于BP神经网络模型的同位素丰度测量方法的可行性,为研制高精度同位素丰度传感器奠定基础。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS) 量子级联激光器(QCL) 反向传播(BP)神经网络模型 同位素丰度
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基于激光吸收光谱的烷烃泄漏遥测技术 被引量：1
10
作者 刘俊阳 王佳楠 +4 位作者 李明 王晓霖 王雨新 姜萌 张子昊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1237-1240,共4页
本文旨在满足石化厂区对多种烷烃泄漏气体的远程遥测需求,并考虑到这些石化储罐多位于海边,因此需要考虑水汽谱线对烷烃谱线的影响。为排除空气中水汽和二氧化碳的影响,选择了丙烷中红外波段3364 nm的吸收峰。通过使用ICL激光器,在此波... 本文旨在满足石化厂区对多种烷烃泄漏气体的远程遥测需求,并考虑到这些石化储罐多位于海边,因此需要考虑水汽谱线对烷烃谱线的影响。为排除空气中水汽和二氧化碳的影响,选择了丙烷中红外波段3364 nm的吸收峰。通过使用ICL激光器,在此波段实现了对丙烷和正丁烷两种气体的同时测量。提出了一种开放光程的方法,将反射膜放置在距离100 m外,通过镜头将返回的光聚集到探测器上,从而实现对100 m距离内烷烃气体的远程遥测分析。本文提供了两种气体在100 m处的吸收信号和谐波信号的数据,并根据谐波信号和噪声的分析,计算出待测气体的检测限低于100 ppm·m。 展开更多
关键词 石化厂区 泄漏气体 远程遥测 丙烷 正丁烷
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火星进入流场特性中红外吸收光谱诊断研究
11
作者 曾徽 文鹏 +2 位作者 杨国铭 朱兴营 欧东斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1277-1282,共6页
火星探索项目是我国深空探测工程的重要组成部分,“天问一号”2021年成功着陆火星,是中国航天在火星探索研究迈出的一大步。火星大气的气氛主要以二氧化碳为主,表面气压远低于地球大气,由于大气成分和进入轨道的差异,火星进入器面临的... 火星探索项目是我国深空探测工程的重要组成部分,“天问一号”2021年成功着陆火星,是中国航天在火星探索研究迈出的一大步。火星大气的气氛主要以二氧化碳为主,表面气压远低于地球大气,由于大气成分和进入轨道的差异,火星进入器面临的热环境同地球返回器有很大不同,其进入过程为非空气介质的高速流动,将产生严重的气动防热问题。利用电弧风洞模拟火星进入器气动加热环境,是开展火星探测防热系统设计的关键。电弧风洞模拟火星进入高温过程,其主要过程是CO_(2)主导的离解反应,并且CO等高温离解组分与火星进入器防热材料相互作用,产生的催化效应会显著影响气动热环境。利用中红外量子级联激光吸收光谱测量技术,开展电弧加热火星进入流场特性的在线定量研究。电弧加热在线诊断研究利用CO在4.5μm附近中心波长为2212.625 cm^(-1)(v″=0,R(19))的谱线,实现了对火星地面流场的高信噪比测量,采用单线-直接吸收光谱诊断技术获得了自由流静温和关键组分CO摩尔浓度的实时测量结果。典型状态下,火星进入流场自由流静温和CO摩尔组分浓度在整个运行时间内保持稳定,显示出电弧加热流场良好的稳定性。六组重复试验显示自由流静温和CO摩尔组分浓度分别在(1757±69)K和(0.189±0.027)范围内,自由流温度波动≤3.9%,CO组分浓度波动≤14.3%,证明电弧风洞建立的火星地面流场具有非常好的重复性。基于该研究发展的电弧风洞中红外激光吸收光谱诊断技术,可以为研究火星进入器气动热环境和防热材料烧蚀-催化特性提供精细化测量能力。 展开更多
关键词 火星进入 电弧风洞 中红外激光吸收光谱 气流温度 组分浓度
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傅里叶变换衰减全反射红外光谱法的应用与进展 被引量：35
12
作者 徐琳 王乃岩 +1 位作者 霸书红 王云龙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期317-319,共3页
随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领... 随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领域。目前 ,人们正在针对ATR FTIR的特性 ,开展应用研究。为此 ,文章主要介绍了国内外应用ATR FTIR技术进行深度剖析的研究 ,对材料表面的定性分析 ,组分的定量分析 ,光学纤维与ATR附件的联用技术 ,以及在其他领域 (如运用ATR FTIR技术考察中空纤维的结构及取向变化 ,研究皮肤促进剂的作用机理 ) 展开更多
关键词 傅里叶变换衰减全反射红外光谱法 ATR-FTIR 高分子材料 定性分析 定量分析 光学纤维
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污染气体SO_2和NO_2紫外和可见光谱吸收截面测量 被引量：16
13
作者 魏合理 龚知本 +4 位作者 马志军 孙明 周金刚 崔益本 邬承就 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期16-19,共4页
本文用我们自己研制的光谱测量系统测量了常温下的ＳＯ２在２５０～３３０ｎｍ波段和ＮＯ２在 ２８０～６００ｎｍ波段的吸收截面，波长分辨率优于０．１ｎｍ．该测量结果可适用于传统低光谱分辨率仪器遥感大 气污染气体含量，也可为激... 本文用我们自己研制的光谱测量系统测量了常温下的ＳＯ２在２５０～３３０ｎｍ波段和ＮＯ２在 ２８０～６００ｎｍ波段的吸收截面，波长分辨率优于０．１ｎｍ．该测量结果可适用于传统低光谱分辨率仪器遥感大 气污染气体含量，也可为激光差分吸收测量或激光雷达测量污染气体含量提供参考． 展开更多
关键词 吸收截面 可见光谱 污染气体 二氧化硫 紫外光 二氧化氮
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东海典型水体的黄色物质光谱吸收及分布特征 被引量：23
14
作者 雷惠 潘德炉 +3 位作者 陶邦一 沈亮 康林冲 张汉松 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期57-62,共6页
水体中的有色可溶性有机物(又称"黄色物质")是遥感监测水质分类的主要参数之一,研究其光谱吸收性质具有重要的实际意义。东海海区受长江冲淡水等陆源输入的影响,水体浑浊,光学性质复杂,以往对该区域CDOM吸收特征的研究相对较... 水体中的有色可溶性有机物(又称"黄色物质")是遥感监测水质分类的主要参数之一,研究其光谱吸收性质具有重要的实际意义。东海海区受长江冲淡水等陆源输入的影响,水体浑浊,光学性质复杂,以往对该区域CDOM吸收特征的研究相对较少。利用"九○八"我国近海海洋光学调查航次数据,获得了2006—2007年四个季节东海水体样品CDOM的光谱吸收数据,建立了包括杭州湾高浑浊水体、长江冲淡水、外海水体等东海不同水体类型的CDOM光谱模型及其典型波段的吸收系数分布情况。发现近岸受陆源输入影响大的海区其光谱性质与外海有明显区别,主要体现为近岸尤其在杭州湾附近站点短波段吸收系数值非常高,而且随波长增加吸收系数曲线衰减迅速,同时还有一定的季节变化,外海站点短波段吸收值则明显要低。这反映了CDOM的陆源输入特性,愈向外受到海水的混合稀释作用愈显著,验证了CDOM可以作为近岸海水水质监测的重要参数。对该海区内CDOM的实测荧光性质进行了相关分析,结果表明CDOM荧光与吸收系数之间有很好的线性相关关系,可以作为荧光方法遥感监测该海区CDOM的有价值的参考。 展开更多
关键词 东海 黄色物质 吸收系数 荧光性质
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Tm:YVO_4晶体的光谱参数计算 被引量：9
15
作者 宋峰 郭红沧 +3 位作者 张万林 张潮波 商美茹 张光寅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-4,共4页
由测量的Tm :YVO4晶体的吸收光谱 ,考虑到单轴晶体在各个方向上的吸收不同和折射率随波长的变化 ,根据Judd Ofelt理论计算了Tm3 +在YVO4中的强度参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比、积分发射截面等参数。强度参数为Ω... 由测量的Tm :YVO4晶体的吸收光谱 ,考虑到单轴晶体在各个方向上的吸收不同和折射率随波长的变化 ,根据Judd Ofelt理论计算了Tm3 +在YVO4中的强度参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比、积分发射截面等参数。强度参数为Ω2 =1 9416× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω4=0 15 6 8× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω6=0 396 3× 10 - 2 0 (cm2 )。计算结果表明 ,1 D2 → 3 F4的跃迁几率远大于1 D2 展开更多
关键词 Tm:YVO4 光谱特性 吸收光谱 钒酸钇晶体 钐 掺杂 发光学 光谱参数 计算
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太赫兹谱定量测试中朗伯比尔定律表征形式分析 被引量：15
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作者 苏海霞 张朝晖 +3 位作者 赵小燕 李智 燕芳 张寒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3180-3186,共7页
探讨了朗伯比尔定律在太赫兹谱段的应用,研究了单一氨基酸压片样品(谷氨酰胺)和两种氨基酸混合压片(苏氨酸和胱氨酸)在不同浓度情况下对朗伯比尔定律的适用程度。分析了吸光度和吸收系数在描述物质的太赫兹光学特性的区别。通过对比单... 探讨了朗伯比尔定律在太赫兹谱段的应用,研究了单一氨基酸压片样品(谷氨酰胺)和两种氨基酸混合压片(苏氨酸和胱氨酸)在不同浓度情况下对朗伯比尔定律的适用程度。分析了吸光度和吸收系数在描述物质的太赫兹光学特性的区别。通过对比单一组分在1.72 THz附近的吸收系数值和吸光度值,验证物质对太赫兹波在两种吸收表征量下吸收随浓度变化的情况,利用拟合优度的R^2指标研究了各表征量下物质太赫兹吸收与浓度的线性关系的好坏;分析两组分混合物在0.3~2.6 THz有效谱段的两种吸收表征量的太赫兹吸收情况,利用相似性系数和估计浓度误差作为评价指标,明确了在太赫兹谱定量测试中应采用吸光度的加和性而非吸收系数的加和性,进一步明确朗伯比尔定律在太赫兹波段的应用。 展开更多
关键词 氨基酸 太赫兹 吸收系数 吸光度 加和性
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牡丹花红色素类型判定及提取工艺试验 被引量：11
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作者 吴龙奇 朱文学 +2 位作者 易军鹏 张玉先 钟莉娟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期77-80,共4页
测试了牡丹花红色素的光谱和理化性质。结果显示,牡丹花红色素在酸性和中性条件下最大吸收波长为526.5nm,不同溶剂的酸性色素溶液的最大吸收波长有微小的波动,但在花青素特征峰变动范围之内。色素易溶于水和酒精,难溶于石油醚和乙醚,可... 测试了牡丹花红色素的光谱和理化性质。结果显示,牡丹花红色素在酸性和中性条件下最大吸收波长为526.5nm,不同溶剂的酸性色素溶液的最大吸收波长有微小的波动,但在花青素特征峰变动范围之内。色素易溶于水和酒精,难溶于石油醚和乙醚,可以确定牡丹花色素为花青素类色素。提取牡丹花红色素适宜的浸取剂为盐酸体积分数为1%的酸性无水乙醇,浸取温度50℃,浸取时间3h。 展开更多
关键词 牡丹花 色素 提取 光谱
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腔增强/衰荡光谱应用于气溶胶消光检测研究进展 被引量：12
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作者 徐学哲 赵卫雄 +6 位作者 董美丽 顾学军 胡长进 盖艳波 高晓明 黄伟 张为俊 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期477-488,共12页
腔增强/衰荡吸收光谱技术,是目前应用最广泛的气溶胶光学特性原位测量方法之一,由于其原位、实时特性,测量过程中气溶胶状态不会发生改变,测量具有代表性,近些年来已经开始作为各种仪器综合比对实验中使用的参考标准。在经过近30年的发... 腔增强/衰荡吸收光谱技术,是目前应用最广泛的气溶胶光学特性原位测量方法之一,由于其原位、实时特性,测量过程中气溶胶状态不会发生改变,测量具有代表性,近些年来已经开始作为各种仪器综合比对实验中使用的参考标准。在经过近30年的发展后,相关技术发展日益成熟。对腔增强/衰荡吸收光谱技术的发展及其在气溶胶光学特性测量方面的应用研究做了简要的回顾。 展开更多
关键词 光谱学 气溶胶消光 腔增强吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术
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差分光学吸收光谱系统中标准吸收截面数据处理方法研究 被引量：6
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作者 司福祺 刘建国 +2 位作者 郑朝辉 周斌 刘文清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期499-503,共5页
本文介绍了差分光学吸收光谱法（DOAS）测量大气污染气体浓度的基本原理,描述了在测量光谱分析中所做的一些必要处理。介绍了卷积在DOAS方法中对污染物浓度反演的应用,通过与其它处理方法的光谱数据对比,证明了卷积处理光谱数据可以提... 本文介绍了差分光学吸收光谱法（DOAS）测量大气污染气体浓度的基本原理,描述了在测量光谱分析中所做的一些必要处理。介绍了卷积在DOAS方法中对污染物浓度反演的应用,通过与其它处理方法的光谱数据对比,证明了卷积处理光谱数据可以提高污染物浓度反演的精度。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱 标准吸收截面 数据处理 DOAS 卷积光谱处理 污染物监测 大气污染监测 测量原理
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基于量子化学计算的谷氨酰胺太赫兹吸收谱模拟 被引量：5
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作者 张天尧 张朝晖 +3 位作者 赵小燕 张寒 燕芳 钱萍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2073-2077,共5页
利用量子化学计算方法模拟物质的太赫兹吸收谱,可以为目标物质的太赫兹吸收特征匹配分子振动模式,对深刻理解谱的形成机理十分必要。模拟结果的可靠性,主要取决于目标物质初始构型的搭建和振动模式计算方法的选择。首先利用太赫兹时域... 利用量子化学计算方法模拟物质的太赫兹吸收谱,可以为目标物质的太赫兹吸收特征匹配分子振动模式,对深刻理解谱的形成机理十分必要。模拟结果的可靠性,主要取决于目标物质初始构型的搭建和振动模式计算方法的选择。首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺固态样品的太赫兹吸收谱,为了在理论模拟过程中体现考虑分子间作用的程度,构建了三种常用于有机物太赫兹吸收谱模拟的谷氨酰胺初始构型,单分子、二聚体、晶胞。使用量子化学计算程序基于密度泛函理论对三种初始构型进行了结构优化和振动模式计算。将计算结果通过洛伦兹线型函数拟合为吸收谱与实验吸收谱进行对比发现,二聚体构型的模拟吸收谱从吸收峰个数上优于单分子构型,在此基础上,晶胞构型模拟结果从吸收峰峰位上又较二聚体构型有了明显的改进,随着初始构型考虑分子间作用的程度提高模拟结果逐步逼近实验吸收谱。在得到了可靠的理论模拟吸收谱的基础上,成功对谷氨酰胺固态样品在0.3～2.6THz范围内的三个吸收峰匹配了晶胞内各分子的集体振动模式。研究表明,在固体样品的太赫兹吸收谱理论模拟中,在计算能力允许的情况下,应尽可能选择全面反映分子间作用力的晶胞构型作为计算的初始构型。 展开更多
关键词 太赫兹吸收谱 谷氨酰胺 量子化学计算 单分子 二聚体 晶胞
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