张立芳
- 作品数：5 被引量：28H指数：3
- 供职机构：浙江大学机械与能源工程学院能源清洁利用国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学电子电信动力工程及工程热物理更多>>
- 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
- 二次谐波调制信号对低体积分数氨气测量的影响被引量：4
- 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。
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- 关键词：激光吸收光谱
- 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。
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- 关键词：信号处理小波变换
- 基于可调谐激光吸收光谱技术的脱硝过程中微量逃逸氨气检测实验研究被引量：17
- 2015年
- 为了对电厂脱硝过程中逃逸的微量氨气进行在线检测,实验室采用可调谐激光吸收光谱技术对常温常压下以及不同温度下的低浓度氨气进行了测量试验,其中电厂逃逸氨气检测处温度约为650K。通过分析近红外波段的氨气吸收谱线,并考虑实际测量环境H2O和CO2等浓度很大的气体吸收谱线的干扰,实验选取2.25μm附近的ν2+ν3谱线作为浓度检测谱线。为了验证所选谱线对低浓度NH3的测量能力,实验对H2O,CO2和NH3的吸收谱线进行模拟,发现低浓度NH3受较大浓度的H2O和CO2谱线的干扰较小,尤其是CO2谱线的干扰可以忽略不计,且2.25μm处谱线强度远远大于通讯波段1.53μm处的谱线。基于新型Herriott池以及高温管式炉,结合可调谐激光吸收光谱中的直接吸收技术和波长调制技术,实现了对不同温度下超低浓度NH3的高分辨率快速检测。常温常压下其线型函数可以利用洛伦兹线型来近似描述,直接吸收测量技术可以使探测极限降低到0.225×10-6。通过采用简单降噪处理技术如多次平均、简单小波分析等,得到不同温度下的谐波信号与浓度具有良好的线性关系,为采用可调谐激光吸收光谱技术进行现场低浓度逃逸氨气检测提供了很好的依据。
- 张立芳王飞俞李斌严建华岑可法
- 关键词：近红外
