光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用

HFCAS OpenIR

	光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用
其他题名	Application of Photoacoustic Spectroscopy in Multi-component Gas Concentration Detection
	2017
发表期刊	光子学报
ISSN	1004-4213
摘要	CO和CH_4气体作为判断变压器运行状态的故障气体,对其浓度的探测在变压器维护中具有重要意义.为了准确探测变压器运行过程中产生的CH_4和CO气体浓度,本文利用光声光谱技术,设计了一套基于宽带光源的多组分气体探测系统,和共振型光声系统相比,该系统中所用的非共振型光声池体积小,易加工,池内各处信号强度相同,降低了对声学信号探测器的安装要求.系统的性能通过对CO和CH_4气体的探测进行评估.首先,从理论上分析了信号强度与调制频率呈反比,然后根据宽带光声系统在不同调制频率下的响应,确定系统的最佳调制频率为22 Hz.在最佳调制频率下,根据温度与待测气体光声信号的关系,对光声信号进行温度补偿,消除温度变化对光声信号的影响,进一步提高了系统的稳定性.最后,通过不同浓度的CH_4和CO气体对系统进行标定.实验表明,温度补偿前后,光声信号随温度的漂移分别为0.023 23V/℃和8.383 48×10~(-5) V/℃,通过对不同浓度CH_4和CO气体的探测,系统的线性度分别达到0.995和0.998 4.在一个大气压下,积分时间为1s时,宽带光声探测系统对CO和CH4气体的探测极限浓度能够达到1μL/L.该系统成本低,线性度好,探测灵敏度符合国标对变压器维护过程中CO和CH4气体的探测要求.
关键词	红外光谱气体探测光声光谱甲烷一氧化碳宽带光源温度补偿灵敏度
收录类别	CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6018431
引用统计	被引频次：9[CSCD] [CSCD记录]
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.hfcas.ac.cn:8080/handle/334002/61232
专题	中国科学院合肥物质科学研究院
推荐引用方式 GB/T 7714	. 光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用[J]. 光子学报,2017,46.
APA	(2017).光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用.光子学报,46.
MLA	"光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用".光子学报 46(2017).