参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统

doi:10.3788/AOS201838.0530003

	参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统
其他题名	Real-Time and On-Line Measurement System for Trace Gas with Active Control Parameters
	孙明国 1,2; 曹振松2
	2018
发表期刊	光学学报
ISSN	0253-2239
摘要	基于二极管激光波长调制光谱技术建立了一套参数主动控制的痕量气体实时在线探测系统。为提高系统的实时在线测量性能和测量精度,在模拟温度与压强对痕量气体浓度探测影响的基础上,待测气体的温度、压强和流量被主动控制,并能保持长期稳定性。小波去噪和卡尔曼滤波数字降噪技术被联合应用于系统。以CO2分子吸收为例的实验结果表明,小波去噪的应用将吸收光谱的信噪比提高了30%左右,卡尔曼滤波的应用将CO2体积分数的测量精度由2.5×10^-7提高至7×10^-8。Allan方差结果给出了系统的稳定时间,约为60s。实测实验室内CO2浓度的结果表明,该测量系统具有良好的稳定性和可靠性,能够很好地监测痕量气体浓度的变化。
其他摘要	Based on diode laser wavelength modulation spectroscopy technique,a set of real-time and on-line measurement system for trace gases is established with active control parameters.In order to improve the performance of real-time and on-line measurement and the detection precision of the system,after a theoretical simulation of the effects of temperature and pressure on the measurement concentration,we actively control the temperature,pressure and mass flow of gas,and they can keep long-term stability.Moreover,the digitized techniques of wavelet denoising and Kalman filtering are jointly applied to the system.CO2 molecular absorption experimental results show that the signal-to-noise ratio of the absorption spectrum is improved by about 30% with the application of wavelet denoising,and the application of Kalman filter improves the measurement precision of concentration from 2.5×10^-7 to 7×10^-8.The stable time of the system given by Allan variance is about 60 s.The results obtained by measuring the concentration of CO2 in laboratory indicate that the system has good stability and reliability,and it can monitor the concentration change of trace gas very well.
关键词	光谱学激光吸收光谱二次谐波痕量气体浓度反演
学科门类	理学::大气科学
DOI	10.3788/AOS201838.0530003
收录类别	CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6243258
引用统计	被引频次：2[WOS] [WOS记录] [WOS相关记录] 被引频次：2[CSCD] [CSCD记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.hfcas.ac.cn:8080/handle/334002/42667
专题	中科院安徽光学精密机械研究所
通讯作者	曹振松
作者单位	1.安徽工程大学数理学院，安徽芜湖 241000 2.中国科学院大气成分与光学重点实验室，安徽合肥 230031
推荐引用方式 GB/T 7714	孙明国,曹振松. 参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统[J]. 光学学报,2018,38.0.
APA	孙明国,&曹振松.(2018).参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统.光学学报,38.0.
MLA	孙明国,et al."参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统".光学学报 38.0(2018).

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参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统.（3109KB）	期刊论文	作者接受稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载