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公开(公告)号：CN106053021B
公开(公告)日：2018-07-20
申请号：CN201610328995.3
申请日：2016-05-18
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种分布反馈式激光器时频响应曲线的确定方法，相比于现有技术在采用吸收光谱法测量气体浓度时需要预先使用光学干涉仪来获取DFB激光器在扫描电压调制下的时频响应曲线，本发明激光器时频响应曲线的确定方法在不使用干涉仪的条件下，对峰值归一化的吸收线型进行最小二乘拟合，也能够快速准确获得激光器扫描过程的时频响应曲线，并利用该时频响应曲线实现气体浓度的准确测量，从而有效降低了测量成本。
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公开(公告)号：CN107063553A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710211548.4
申请日：2017-03-31
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种利用波长调制光谱测量气体压强和组分浓度的装置，还公开了一种利用波长调制光谱测量气体压强和组分浓度的方法，本发明测量方法基于波长调制吸收光谱技术，使用数字锁相和低通滤波处理透射光强信号得到其扣除背景的二次谐波和一次谐波归一化的二次谐波信号，建立了仿真信号二次谐波峰值特征与压强的关系，同时建立了仿真信号一次谐波归一化二次谐波峰值与浓度的关系，并采用插值的方法计算得到待测气体压强和组分浓度信息。本发明测量方法具有非侵入性、响应速度快、灵敏度高等特点，适用于工业现场气体压强和组分浓度的同时测量。
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公开(公告)号：CN106770024B
公开(公告)日：2019-04-30
申请号：CN201710040401.3
申请日：2017-01-19
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01N21/39
摘要： 本发明提出一种基于免基线波长扫描直接吸收光谱的气体浓度测量方法，该方法首先对透射光强信号加上Nuttall时窗，其次对加窗的透射光强信号进行数字带通滤波处理，获得谐波处的X分量，使得吸收部分的信号得到强化而使边缘处接近为零，同时对加窗的透射光强信号进行数字低通滤波处理得到常数项，然后使用得到的常数项对X分量进行归一化处理，消除光强波动的影响，最后对归一化的X分量使用拟合算法即可得到待测气体参数值。本发明的测量方法克服了传统直接吸收方法对基线敏感的缺点，同时避免了由于基线拟合误差对结果的影响，尤其适合于扫描范围较窄或者高压下线宽较宽无法获得基线的情况。
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公开(公告)号：CN107219190A
公开(公告)日：2017-09-29
申请号：CN201710316166.8
申请日：2017-05-05
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01N21/39
CPC分类号： G01N21/39
摘要： 本发明公开了一种基于三角波调制的免标定气体参数测量方法，该方法在扫描信号上叠加高频三角波信号，并针对该调制方式建立了DFB激光器的时间频率响应模型，将三角波调制波形简化为若干正弦波叠加的形式，通过拟合标准具信号来提取模型各参数。基于此模型，实现了气体浓度的免标定测量。本发明提出的调制方法与传统正弦调制方式相比较，能够显著提高测量系统的信噪比；另外，与其他三角波调制方法相比，本发明提出的免标定气体浓度测量方法，不需要使用标准气体进行标定，更适用于恶劣环境下气体参数的测量。
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公开(公告)号：CN105678086A
公开(公告)日：2016-06-15
申请号：CN201610018553.9
申请日：2016-01-12
申请人： 东南大学
IPC分类号： G06F19/00
CPC分类号： G16Z99/00
摘要： 本发明公开了一种基于光谱吸收的温度场和浓度场重建的交替迭代算法，首先对浓度场的计算提出了线性化方案，将原系统半线性化，从而弱化了原系统的非线性；其次对待测温度场、浓度场提出了交替迭代方案，每一步迭代降低一半的未知变量个数；最后，用优化技术引入惩罚项来克服重建过程的病态性，在每一步迭代时能自动调整正则化参数，保证了迭代解收敛于精确解。本发明提出的交替迭代方案在保持重建精度的前提下，能够显著地缩短计算时间，并且适用于大规模的场反演计算。
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公开(公告)号：CN107063553B
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201710211548.4
申请日：2017-03-31
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种利用波长调制光谱测量气体压强和组分浓度的装置，还公开了一种利用波长调制光谱测量气体压强和组分浓度的方法，本发明测量方法基于波长调制吸收光谱技术，使用数字锁相和低通滤波处理透射光强信号得到其扣除背景的二次谐波和一次谐波归一化的二次谐波信号，建立了仿真信号二次谐波峰值特征与压强的关系，同时建立了仿真信号一次谐波归一化二次谐波峰值与浓度的关系，并采用插值的方法计算得到待测气体压强和组分浓度信息。本发明测量方法具有非侵入性、响应速度快、灵敏度高等特点，适用于工业现场气体压强和组分浓度的同时测量。
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公开(公告)号：CN106483088A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201611230406.4
申请日：2016-12-27
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01N21/33
CPC分类号： G01N21/33
摘要： 本发明公开了一种基于紫外光调制的气体浓度测量装置，依次包括信号发送模块、气体测量模块、信号接收模块以及信号处理模块；信号发送模块包括由紫外石英光纤连接的紫外氘灯光源和光学斩波器；气体测量模块包括伴热管带、气池以及包裹在气池外的加热模块；信号接收模块由以CCD阵列为检测核心的光谱仪组成；待测气体通过伴热管带预热后进入气池，加热模块使气池维持在设定温度，紫外氘灯光源发出的光经光学斩波器调制后由紫外石英光纤传输至气池的入射口，经待测气体吸收后由光谱仪接收信号，传输至信号处理模块进行处理。本发明还公开了一种基于紫外光调制的气体浓度测量方法，其能够极大提高测量信号的信噪比，非常适用于低浓度气体的监测。
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公开(公告)号：CN105548072A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201510886059.X
申请日：2015-12-04
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种结合超光谱与波长调制来同时测量高温气体二维瞬态温度场和浓度场的方法，该方法通过在待测高温区域布置激光阵列，对待测区域进行超光谱扫描，获得水蒸气吸收谱线信息，并使用数字锁相技术解调得到其各次谐波信号，然后对其进行扣除背景的一次谐波归一化处理，提取信号的最大幅值，来进行区域温度场和水蒸气浓度场的测量，测量过程中，需要对待测区域进行网格离散化处理，通过在网格各行、各列分别布置激光束，对待测气体的特征谱线进行波长调制方式下的宽光谱扫描，借助智能寻优算法实现对温度场、气体浓度场的反演。本发明的测量方法结合了超光谱与波长调制光谱技术，特别适用于在恶劣的工业现场实现高温气体二维温度场和浓度场的监测。
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公开(公告)号：CN107247034B
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201710377115.6
申请日：2017-05-24
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种基于吸收光谱技术的双频率波长调制方法，该方法在传统波长调制信号的基础上叠加了另一高频正弦信号，针对该种激光激励方式建立了双频率波长调制的傅里叶分析模型，理论推导了各次谐波表达式，研究了不同调制参数对谐波信号的影响并通过全局寻优算法确定了最佳调制参数。在此基础上，确定了双频率波长调制频率响应关系的函数表达式。相比于传统单频率波长调制方法，本发明提出的测量方法具有更高的信噪比，测量结果的稳定性更强，并且在弱吸收情况下的谐波峰值位置更易于判断，具有更大的应用潜力，本发明方法仅改变了激光器的注入电流激励方式，对硬件成本要求低，并可应用于多次反射池等系统进一步降低气体浓度的检测下限。
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公开(公告)号：CN105548072B
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201510886059.X
申请日：2015-12-04
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了一种结合超光谱与波长调制来同时测量高温气体二维瞬态温度场和浓度场的方法，该方法通过在待测高温区域布置激光阵列，对待测区域进行超光谱扫描，获得水蒸气吸收谱线信息，并使用数字锁相技术解调得到其各次谐波信号，然后对其进行扣除背景的一次谐波归一化处理，提取信号的最大幅值，来进行区域温度场和水蒸气浓度场的测量，测量过程中，需要对待测区域进行网格离散化处理，通过在网格各行、各列分别布置激光束，对待测气体的特征谱线进行波长调制方式下的宽光谱扫描，借助智能寻优算法实现对温度场、气体浓度场的反演。本发明的测量方法结合了超光谱与波长调制光谱技术，特别适用于在恶劣的工业现场实现高温气体二维温度场和浓度场的监测。
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