国家自然科学基金(51276165)
- 作品数：14 被引量：83H指数：5
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- 二次谐波调制信号对低体积分数氨气测量的影响被引量：3
- 2016年
- 为了实现低体积分数(10-9数量级)NH_3测量以满足电厂脱硝过程中的氨逃逸检测要求,采用可调谐激光吸收光谱技术,选取2.25μm附近的ν_2+ν_3 NH_3谱线,在常温常压下进行了低体积分数NH_3的测量实验,并重点研究了不同调制电压和调制频率对信噪比的影响.结果表明:通过选取最佳调制电压和调制频率,在调制电压为0.07V,调制频率为14.02kHz时,可以使用二次谐波法测量体积分数最低为4×10^(-7)的NH_3,所测得的二次谐波信号与气体体积分数具有良好的线性关系,此方法可以用于测量电厂脱硝过程的低体积分数氨气.
- 俞李斌王飞张立芳严建华岑可法
- 关键词：调制频率脱硝
- 基于可调谐激光吸收光谱技术的多条吸收谱线重建气体浓度二维分布的研究被引量：3
- 2016年
- 针对二维气体浓度分布,主要选用多条H_2O的吸收谱线,采用代数迭代重建算法,研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下,即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时,不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响,对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H_2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响;研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况,其中,文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。浓度测量区域采用10×10的网格划分,测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布,重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。重建结果表明在激光光束较少时,增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息,且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果,更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。
- 张立芳王飞张海丹吴奇严建华岑可法
- 关键词：激光吸收光谱
- 基于吸收光谱技术在线测量煤球热解过程中CH_4气体的浓度被引量：1
- 2017年
- 煤粉热解过程中产物及组分的不同会直接影响煤的燃烧特性,为了进一步研究煤粉热解过程中产物浓度的变化,采用1.65μm附近的一组2v_3的CH_4气体吸收谱线,在利用波长调制技术对原始激光强度修正的基础上,实现了大同煤和准东煤热解过程中CH_4气体浓度的在线测量。将直径约为8mm、质量约为360mg的单颗粒煤球通过金属丝悬挂于石英管中,为使单颗粒煤球在热解过程中被迅速加热且受热均匀,采用高功率CO_2激光器与反射镜实现单颗粒煤球的均匀对称加热。可调谐激光光束在单颗粒煤球下方约10mm处经3次反射穿过石英管,CH_4气体浓度测量的过程从热解开始前一直持续到热解过程完全结束。在热解过程的开始阶段,CH_4气体的浓度迅速增加,之后逐渐下降,直至最后降为0,整个热解过程持续时间约为60s。在气体释放速率最大处,准东煤产生的CH_4气体的体积分数约为大同煤的2倍;准东煤发生热解反应更加迅速,且产生了较多的CH_4气体。
- 张立芳王飞俞李斌吴奇严建华
- 关键词：光谱学煤粉热解
- 利用可调谐半导体激光吸收光谱技术对燃烧环境中的CO在线测量被引量：10
- 2014年
- 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,选用2.3,μm附近的R(30)吸收谱线,利用波长调制技术分别对高温管式炉炉中标定的CO/N2气体和自制燃油炉燃烧烟气中CO体积分数进行测量.引入激光强度影响系数Tr(t)对实验结果进行修正,以排除激光强度变化所造成的干扰.结果表明,实验验证了R(30)谱线在1,200,K以下,随着温度的上升谱线强度上升,更有利于高温下CO测量.测量CO体积分数变化趋势与燃烧工况相符,并且与其他测量仪器所测结果一致,谱线R(30)应用于工业现场中燃烧环境下的CO测量具有一定的可行性.
- 王超王飞邢大伟张海丹吴奇岑可法严建华
- 关键词：光学测量可调谐半导体激光吸收光谱燃烧波长调制CO
- 可调谐半导体激光吸收光谱技术应用于平面火焰中气体浓度二维分布重建的研究被引量：4
- 2012年
- 研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法,探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法,并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统,以甲烷/空气预混火焰中H2O为测量对象,运用重建程序重建了火焰中H2O浓度的二维分布,实验结果分析表明,重建结果较真实的反应了火焰中H2O浓度的二维分布状态,为实现优化燃烧控制提供重要数据。
- 姜治深王飞邢大伟许婷严建华岑可法
- 污泥干化焚烧联用系统最佳运行工况研究被引量：17
- 2014年
- 污泥干化焚烧联用系统将污泥焚烧产生的能量用于污泥干化,可实现污泥处理的节能降耗。对于污泥干化焚烧联用系统的运行,进厂污泥负荷、初始含水率、热值、污泥干化目标含水率是最大的影响因素。为实现污泥干化焚烧联用系统的低能耗和安全稳定运行,结合国内某污泥干化焚烧处理工程,建立了污泥干化焚烧联用系统能量和物料平衡模型,在此基础上研究了变工况条件下污泥干化焚烧联用系统的运行模式,分析了运行负荷、污泥热值、进厂污泥含水率、入炉污泥含水率发生波动时,对污泥干化单元和污泥焚烧单元所产生的影响,并提出了对应的运行策略。
- 李博王飞朱小玲池涌严建华
- 关键词：污泥干化焚烧
- 采用小波分析方法降低可调谐半导体激光吸收光谱技术测量下限的实验研究被引量：5
- 2016年
- 基于可调谐激光吸收光谱技术,主要采用数据处理的方法如互相关、小波分析等降低光谱吸收技术的测量下限。采用可调谐激光吸收光谱技术中的波长调制技术,对较低浓度下的NH3进行了降低测量下限的试验研究。采用近红外波段2.25μm附近的一组ν2+ν3 NH3吸收谱线,其强度远高于1.5μm处谱线,结合波长调制技术在最优信噪比的条件下对常温常压下不同浓度的NH3进行了测量。为了保证实验条件下测量得到的二次谐波信号的峰值高度达到最大且信噪比最优,实验在调制系数为2.2左右的情况下,通过加载最优的高频调制信号来保证信噪比(SNR)。在10m长的Herriott池中探测到了浓度为0.6×10-6的二次谐波信号,其中信号处理部分主要采用相关分析、多次平均以及小波变换分析来控制中心波长的移动和降低噪音的干扰。结果表明,经过数据处理以后的谐波信号,其检测下限降低到处理前的约百分之一,且不需要增加任何实验设备就可以很好的抑制噪音的影响,将相关分析和小波分析与波长调制技术相结合,这种数据处理方法对于在线检测技术具有很好的实用价值。
- 张立芳王飞俞李斌严建华岑可法
- 关键词：信号处理小波变换
- 炉膛三维温度场重建中Tikhonov正则化和截断奇异值分解算法比较被引量：10
- 2015年
- 在煤粉锅炉诊断中火焰辐射能图像扮演着越来越重要的角色,通过电荷耦合器件(CCD)获得的辐射能图像可以重建出炉内火焰三维温度场,CCD用于获取视场角内的辐射能图像.温度场重建的矩阵方程是一个严重病态的方程,本文使用两种算法(Tikhonov正则化算法和截断奇异值分解(TSVD)算法)来重建温度场.应用广义交叉检验算法来选取正确的正则化参数.数值模拟的环境为一个10 m×10 m×10 m的三维炉膛,系统被划分为10×10×10的1000个网格,每个网格单元都是边长为1 m的立方体.在正问题求解所得到的CCD接受信号基础上加上不同随机误差以模拟测量时的CCD接受信号.研究两种算法重建后的温度重建误差、两者的重建时间,以及最高温度的重建效果.初步的研究结果显示,一般情况下基于Tikhonov算法重建的温度场比基于TSVD算法重建的温度场误差要小,计算所需时间短,最高温度重建更准确.
- 谢正超王飞严建华岑可法
- 关键词：温度场重建随机性
- 基于可见光-近红外多光谱图像的火焰场参数重建被引量：5
- 2016年
- 提出一种新的同时测量火焰温度场、颗粒浓度场和气体浓度场的非接触光学测量技术.在稳态火焰周围安装4台电荷耦合器件(CCD),火焰的多光谱图像是由在CCD前安装的滤波片拍摄得到,使用的滤波片通过波长分别为0.436,μm(蓝光)、0.700,μm(红光)和1.87,μm(水吸收峰).建立了一个在三波长下的辐射反问题模型.通过水对波长的选择吸收性分离出颗粒吸收系数和水的吸收系数.利用统计窄带模型得到水浓度,利用Mie散射理论得到颗粒浓度.模拟两个算例,得到从水浓度场、颗粒浓度场到温度场重建误差依次减小.当颗粒体积分数低于1×10-6时,水浓度场可以准确重建出来.如果要精确测量水浓度,则需要辐射路径测量误差不大于1%,.
- 谢正超王飞张海丹严建华岑可法
- 关键词：温度水蒸气
- 固定波长激光直接吸收方法同时测量高温CO气体的温度与浓度被引量：3
- 2016年
- 针对可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)需要在整个谱线上扫描导致扫描过程中可能存在其他谱线干扰以及测量速度较慢的问题,提出了固定波长激光直接吸收测量方法。该方法采用固定波长下的直接吸收计算气体浓度,完全避免了谱线干扰的问题,并且提高了测量速度,尤其适合于动态燃烧化学反应的研究。通过在气体吸收池中对不同工况下的CO气体的温度以及浓度进行了测量,验证了方法的准确性,说明这种固定波长激光直接吸收测量方法同TDLAS方法一样可以应用于气体浓度和温度的测量。
- 吴奇王飞俞李斌张海丹严建华岑可法
- 关键词：同时测量
