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何亚柏: 作品数：16 被引量：145H指数：7; 供职机构：中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学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更多>>; 相关领域：机械工程理学电子电信天文地球更多>>

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基于可调谐半导体激光光谱大气CO_2监测仪被引量：33: 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

基于宽波段吸收光谱测温方法的影响因素数值研究被引量：3: 2022年; 针对宽波段吸光度直接反演温度的测温方法,数值仿真分析了300~2000 K温度范围内光谱噪声独立作用、光谱参数误差独立作用和二者综合作用对温度反演精度的影响。在光谱噪声单独作用下,以±0.005幅值噪声为一倍噪声,添加幅值从±0.005增加至±0.1的光谱噪声。当噪声幅值为±0.1时,温度的最大标准差为46.58 K@1700 K,为达到小于10 K的标准差,需将光谱噪声幅值控制在±0.02以内。在光谱参数误差单独作用下,分别对可标定的强吸收线和不可标定的弱吸收线的光谱参数添加1%和10%~50%的误差,温度最大标准差为7.77 K@1300 K(1%和40%的误差组合),其中线强误差对温度反演的影响较大,故应尽量将线强标定误差控制在1%以内。在光谱噪声和光谱参数误差的综合作用下,光谱噪声对测温精度的影响更大,在实际测量过程中获得信噪比较好的吸收信号可减小光谱噪声带来的影响。; 艾苏曼邓昊黄安夏晖晖陈楚戈阚瑞峰何亚柏许振宇; 关键词：光谱学吸收光谱温度测量

基于免标定波长调制技术的高温谱线参数测量方法被引量：3: 2020年; 在吸收光谱燃烧流场诊断中,吸收分子谱线参数的准确性直接影响流场参数测量的精度。对燃烧诊断研究中主要探针水汽(H2O)分子的吸收谱线参数进行高精度校准。实验利用波长为1469 nm的近红外半导体激光器作为光源,采用高灵敏的免标定波长调制技术,结合自行搭建的实验室高温测量系统,获得了900~1500 K 温度范围内所选谱线的调制吸收光谱。利用非线性最小二乘L-M拟合算法对H2O吸收光谱进行拟合,精确获得了所选谱线在6807.83 cm ^-1和6808.04 cm^ -1的线强、自展宽系数和温度依赖系数;通过对比HITRAN和HITEMP数据库相应的光谱参数,可得线强的相对偏差分别为3.91%与-5.40%,自展宽系数的相对偏差分别为3.01%与-6.49%,温度依赖系数分别为0.5213与0.4567,线强的实验结果不确定度分别为1.05%与1.96%。所提出的免标定波长调制光谱参数标定法在高温光谱测量中具有检测灵敏度高、光谱信噪比高等优点,有利于提高光谱参数校准的精度,将为燃烧流场参数的精确反演提供谱线基础。; 臧益鹏许振宇夏晖晖黄安何亚柏阚瑞峰; 关键词：光谱学波长调制高温

2.0μm处CO2高温谱线参数测量研究被引量：5: 2013年; 研究高温下待测气体的谱线属性,如谱线强度、自加宽系数、空气加宽系数、温度系数等,为高温环境中可调谐半导体激光吸收光谱技术反演温度、浓度、速度及其场分布提高精度和可靠性起着十分重要的作用.HITEMP数据库中的数据基本上是理论计算结果,与实际情况存在相当的误差.为了获得所选2.0μm处的可用于燃烧诊断的CO2谱线参数,本文采用半导体激光器作为光源,结合实验室的高温测量系统,记录了700—1300 K温度范围内所选谱线的高温吸收光谱,获得了各谱线在相应温度下的谱线强度、自展宽系数及温度系数等谱线参数.测量得到CO2的5006.978 cm 1和5007.7874 cm 1谱线强度与理论计算值相对误差小于11%;获得了现有数据库缺少的温度系数和高温下自展宽系数数据.所有各项参数对以后将要进行的燃烧诊断中的CO2浓度检测有很大帮助.; 陈玖英刘建国何亚柏王辽冮强许振宇姚路袁松阮俊何俊峰戴云海阚瑞峰; 关键词：可调谐半导体激光吸收光谱温度系数

激光吸收光谱技术中扫描频率的选择被引量：15: 2013年; 基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的传感器系统性能受激光器特性、探测器特性、调制参数、激光器控制电路和信号采集电路等的影响。激光器和探测器特性与当前的生产制造水平密切相关,对于直接吸收法,调制参数主要指扫描幅度和扫描频率,而扫描幅度的确定以得到完整吸收信号为准。对扫描频率的选择和优化进行了详细的讨论。在一定的理论基础上通过实验分别观察各扫描频率对直接吸收信号的影响,通过分析检测信号的特征,如幅值、半峰全宽、调整的判定系数、信噪比、积分吸光度及偏差等得出其变化规律,总结出扫描频率的选择依据。该研究为TDLAS直接吸收法中扫描频率的确定提供了实验依据。; 陈玖英刘建国何亚柏许振宇李晗姚路袁松阮俊何俊峰阚瑞峰; 关键词：光谱学

快速腔长扫描光腔衰荡光谱仪及其在痕量气体测量中的应用被引量：1: 2016年; 基于PZT快速腔长扫描技术和可调谐连续DFB激光器,搭建了一套快速腔长扫描光腔衰荡光谱探测装置,通过PZT快速腔长扫描实现激光单纵模与光腔纵模的模式匹配与破坏,以完成腔内光信号的独立衰减以及对此衰减过程快慢的测量.实验表明该装置不仅测量灵敏度高达10^(-9)量级,而且稳定性强,装置简单且易于操作。通过对CH_4气体在1653.72 nm附近的吸收光谱测量,并用HITRAN数据库模拟校准,验证了该装置的定量测量能力。利用该装置通过固定激光波长测量吸收峰中心值方法对大气中CH_4气体含量变化进行了探测.; 孙丽琴陈兵何亚柏李明星陈祥阚瑞峰; 关键词：光腔衰荡光谱吸收光谱

可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿被引量：30: 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。; 袁松阚瑞峰何亚柏姚路陈玖英许振宇李晗阮俊何俊峰魏敏; 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

可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波信号的模拟与分析被引量：25: 2013年; 可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)作为近年来发展起来的一种气体检测技术,具有高分辨率、高灵敏度和快速测量等特点。波长调制光谱信号的二次谐波分量常作为检测信号,用于气体浓度信息的反演。利用MATLAB中的可视化建模仿真平台Simulink,模拟了基于TDLAS的波长调制光谱信号,利用锁相放大原理提取二次谐波分量。采用数字锁相,正交双通道结构实现锁相算法。通过比较不同调制系数下二次谐波信号的变化情况,分析了二次谐波信号与调制系数的关系,以便确定最佳参数,用于二次谐波的提取。; 李晗刘建国何亚柏何俊峰姚路许振宇陈玖英袁松阚瑞峰; 关键词：二次谐波 SIMULINK 锁相

基于代数迭代算法的燃烧火焰温度场和气体浓度场重建研究被引量：6: 2015年; 基于TDLAS(tunable diode laser absorption spectroscopy)技术,以水汽作为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷空气预混平焰炉燃烧区域水汽的吸收光谱信号,通过ART(algebraic reconstruction technique)代数迭代算法对燃烧场温度和水汽浓度分布进行了模拟重建和实验研究,模拟重建采取5×5共25个网格的正方形重建区域,假定25个网格的一个温度浓度二维分布,模拟28条激光束从不同的角度方位穿越重建区域,得到模拟射线下的投影值,经ART算法重建,结果显示温度场和水汽浓度场的重建偏差均在1%以内。实验采用分布反馈式激光器作为光源,选取H2O的7 153.722,7 153.748和7 154.354cm-1三条吸收线作为测温谱线,其中前两条线不区分作为一条吸收线来处理。使用平移台多方位平行扫描,共获取30路光谱吸收信号,经数据处理、算法重建和双线比值法测温原理得到了圆形平焰炉16个不同区域的温度浓度值,且炉面偏向中心区域温度浓度值较高,边缘较小,结果表明代数迭代算法能够很好地实现燃烧区域温度场和水汽浓度场的反演。; 夏晖晖刘建国许振宇阚瑞峰何亚柏张光乐陈玖英; 关键词：温度场浓度场

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

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