摘要：天然气泄漏直接导致能源浪费和环境污染,造成重大经济损失。以可调谐半导体激光吸收光谱技术为基础的光学检测方法具有精度高、选择性强、响应速度快以及远距离遥测等优点,使其成为天然气站场以及天然气输运管道在线监测的理想方法。可调谐半导体激光吸收光谱与谐波探测相结合,设计了一套开放式长光程的用于天然气泄漏监测的实验系统。它以中心波长为1.65μm的分布式反馈InGaAS激光器为光源,利用实心角反射器,在发射端以菲涅耳透镜为光学接收系统,把反射回来的光聚焦到InGaAs探测器。同时,在测量过程中,考虑到光强变化对浓度的影响,并通过归一化光强的方法进行消除,使光强波动引起的误差小于1%。在320 m的光程下模拟管道泄漏实验,系统的检测灵敏度为0.1(10-6体积比),根据光学系统收光效率以及探测器的可探测性能进行分析的最小光强,计算得到该系统可探测的光程可达2 000 m,证明完全满足天然气泄漏检测的需求。

摘要：TracePro软件是一套用于光学系统设计与分析和照明系统设计与分析的光线追迹仿真软件,它是第一套以ACIS solid modeling kernel为基本的光学软件。通过TracePro软件仿真了一个用于非分散红外汽车尾气监测仪的光源准直系统和卡式球面镜收集系统,该系统可以在15 m宽机动车道上对汽车排放尾气中HC,CO和CO_2污染物质的浓度进行监测。通过TracePro的分析,检查光学设计中存在的缺陷与不足,再对设计进行调整与修改,为后期的机械设计和装配调节提供参考数据。

摘要：天然气管道泄漏检测对人员安全、环境保护以及国家财产安全等具有重要的意义,但是,由于管线跨越地域广阔,操作工况以及环境情况复杂,致使管线的泄漏检测存在困难。文章介绍了一种基于波长扫描差分吸收光谱技术的移动式遥测天然气泄漏检测仪。针对遥测回波吸收光谱特性,提出了基于小波变换的改进型软阈值小波去噪方法,实验分析能够提高系统信噪比3倍多,同时在遥测光强为530nA时,可达到的最小遥测灵敏度为80ppm.m,系统采用波长扫描差分吸收光谱技术成功实现天然气泄漏的定量遥测与准确定位,具有快速、准确、智能及安全等特点。

摘要：实验研究了近红外二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术在煤矿瓦斯气体安全探测中的应用。基于TDLAS的自平衡二次谐波探测方法能够有效地消除激光器光强波动等共模噪声和其他同性干扰的影响,特殊设计的气体吸收池能有效抑制光学干涉条纹,从而降低检测限。实验中吸收池长10 cm,充有10300 ppm的甲烷气体,检测限低于6.5ppm。这种方法不需使用多次反射池,光路调节简单,能适应煤矿中甲烷气体的监测。