摘要：二氧化碳(Carbon Dioxide,CO_(2))是一种关键的温室气体,对地球气候和生态系统调节有重要作用,准确检测痕量CO_(2)浓度对评价温室效应意义重大。一般情况下,气体分子在中红外光谱范围存在强吸收,可以实现高灵敏探测,因此,以4.219μm中红外波段的带间级联激光器为光源结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)设计了小型化CO_(2)监测仪器。在不同标气浓度下对仪器进行了标定,并通过分析Allan方差,得出积分时间在8.7 s时对应的最低检测限为16.6×10^(-9),满足温室效应研究对CO_(2)气体的高灵敏测量需求。采用仪器对大气CO_(2)连续监测8天,并与商用仪器LGR进行对比,充分验证了小型化CO_(2)监测仪器的可靠性,以及中红外光源与TDLAS技术相结合的气体浓度检测方法在大气CO_(2)准确测量方面的可行性。该系统具有结构简单、体积小、功耗低和质量轻的特点,为建设空基无人机平台的CO_(2)监测能力提供了技术支持。

摘要：为研究截面形状和旋转效应对高压涡轮动叶内部冷却通道换热的影响,对雷诺数为10 000~50 000,旋转数为0~2.09,通道转角为0°、22.5°、45°的带直肋双流程梯形截面通道换热特性进行了实验研究。结果表明:静止状态下,在第一通道,梯形通道后缘换热强于前缘;在第二通道,前、后缘换热区别不大,后缘的换热略强于前缘。旋转状态下,对0°通道转角,随旋转数的增大,第一通道的后缘面换热仍强于前缘面和外侧面,且差异更明显;第二通道前缘换热相对后缘增强。在较高旋转数(旋转数大于1)时,0°通道转角工况的换热最强,45°转角最弱。

摘要：目的:优化栀子微波预处理工艺。方法:以微波功率、微波时间、药材处理量为影响因素,通过Box-Behnken响应面设计结合主成分因子法,将多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性以及褐变指数(BI)计算权重得到灭酶抑褐综合得分,结合栀子指标性成分栀子苷含量为双评价指标,优化栀子微波预处理工艺。结果:对响应面试验给出的两个方案的进行验证,得到的最佳工艺结果为微波功率700 W,微波时间114 s,药材处理量225 g,灭酶抑褐综合得分和成分含量的RSD为别1.166%和为1.035%。结论:优化后的栀子微波预处理工艺有较好的稳定性和重复性,最大程度保证有效成分的含量,为栀子的产地加工技术升级提供参考。

摘要：综述了燃气轮机典型的内部冷却结构和设计手段。通过文献分析,提出内部冷却典型强化换热手段包括带肋通道冷却、扰流柱冷却和冲击冷却,重要设计手段包括一维管网和三维数值优化。管网计算基于实验总结的经验公式,计算效率高,关键在于动量方程的求解算法;三维数值优化可以降低设计对人工经验的依赖,关键在于合理选择优化目标和优化算法。分析表明,旋流等新的强化传热形式、微型冷却等新的叶片冷却模式、旋转和真实通道几何对内部冷却详细传热和流场的影响都将得到进一步研究,叶片设计技术将由人工经验性的设计逐渐向计算机自动化方向发展。

摘要：面向低温风洞极低露点原位在线测量需求,开展了基于激光吸收光谱的宽温域、高精度、极低露点原位在线测量技术研究。分析了激光吸收光谱露点测量技术原理,开展了吸收谱线选型、光谱参数标定和光谱信号处理方法研究,测量了低温平台原位在线露点和0.3 m低温引导风洞露点,并与冷镜式露点仪比较了测量精度。研究结果表明:激光吸收光谱露点测量技术可以实现宽温域、高精度、原位在线露点测量,露点测量范围–100~30℃,测量误差小于1℃,测量时间低于1 s,可满足低温风洞极低露点测量需求。

摘要：结合以Luna 25、Luna 27、Viper为典型月球极区就位探测应用的光谱−质谱联用技术,介绍了包括探测机制、工作模式及仪器的功能、性能与应用;设计了“嫦娥七号”月球极区水分子分析仪,其中激光吸收光谱仪负责H2O和HDO的就位分析,飞行时间质谱仪实现H2O、CH4等质量数<200 amu气体分子的分析,通过地面试验验证了方案的可行性,可为月球南极着陆探测水冰就位探测提供支撑。

摘要：CO2 和 CO 被称为燃烧效率指示性气体燃烧流场中 CO2 的精确测量对工业燃烧过程的节能减排和发动机燃烧状态诊断等都具有重要意义.研究 CO2 气体的高温光谱参数包括:线强、自加宽系数、温度系数可提高燃烧过程中 CO2 浓度的测量精度和可靠性.为了获得可用于燃烧诊断的 CO2 吸收线的高温光谱参数基于可调谐半导体激光吸收光谱技术设计了一套最高温度可达2-0173 K 的精确控温控压气体光谱参数测量系统.采用该系统开展了CO2R(50e)吸收线(中心频率为5007.787cm )的高温光谱测量实验获得了温度范围1212~1873K内多个压强下的纯 CO2 气体的大量高温吸收光谱经热辐射背景扣除、基线拟合、时频转换、多线组合非线性最小二乘法拟合等数据处理过程得到温度范围1212~1873K内CO2R(50e)吸收线的线强、自加宽系数及温度系数其中线强不确定度<1.5%自加宽系数不确定度小于4.5%.这些参数是对现有数据库的补充和完善对燃烧诊断中的CO2浓度检测有很大帮助能够满足燃烧过程中 CO2 浓度精确反演的需求.

摘要：大气中CO2主要的源和汇都集中在对流层,精确地获取对流层CO2浓度廓线分布,对研究CO2的垂直输送和全球气候演变具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)高分辨、高灵敏度和快速响应等特点,研制了采用直接吸收技术的小型化CO2探测系统,选取位于2 004.02nm处的R(16),ν1+ν3吸收谱线,避免了附近H2O分子的吸收干扰,对CO2浓度廓线进行了球载测量,获取了10km以下对流层中CO2的分子数密度分布。受限于球载测量环境,系统采用紧凑型设计,在单块电路板上实现激光器驱动、弱信号调理,光谱数据采集及浓度计算等功能,受嵌入式微处理器的运算能力和硬件资源限制,对浓度反演算法进行了优化,避免冗余计算,降低了算法耗时。和采用波长调制技术的TDLAS传统仪器相比,借助光程20m的开放式Herriott多次反射池,采用直接吸收技术,避免了浓度标定步骤,提高了对测量环境的适应性,通用性的硬件和软件结构可适用于测量不同气体,只需更换激光器和调整算法关键参数。小型化的设计思想降低功耗,减小体积,兼顾了响应速度和测量精度,室温条件下功耗小于1.5 W,单板体积120mm×100mm×25mm,1.5s时间响应下的测量精度为±0.6×10-6,经验证,该系统可在对流层内实现CO215m垂直空间分辨的高精度检测,是一种可行的气体廓线球载探测手段。

摘要：采用可调谐二极管激光吸收光谱技术对高纯氮气中的痕量水汽进行检测。首先,在自主设计的多次反射池中,利用体积分数为1.007×10^(-3)的CH_4作为标准气体,运用1654 nm附近的CH_4吸收光谱,采用三线拟合方法同时拟合3条中心频率相近(小于0.01 cm^(-1))、低态能级相同的吸收线,测量得到多次反射池的精确光程;然后,研究可调谐二极管激光吸收光谱系统中激光器干涉背景和周围空气段的吸收本底,获得可调谐二极管激光吸收光谱系统的精确本底;最后,利用激光器波长为1854 nm的可调谐二极管激光吸收光谱系统(探测灵敏度为1.14×10^(-6))对高纯氮气中水汽的浓度进行测量,通过严格的背景吸收扣除以及多线Voigt线型模型拟合得到了无背景吸收的水汽光谱,进而获得高纯氮气中水汽的体积分数。结果表明:得到的实验高纯氮气中水汽的体积分数与国家标准规定的高纯氮气中水汽的体积分数的最大偏差为10.33%。

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。