王一红
- 作品数：14 被引量：36H指数：5
- 供职机构：东南大学能源与环境学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重大科学仪器设备开发专项更多>>
- 相关领域：理学机械工程动力工程及工程热物理环境科学与工程更多>>
- 基于波长调制光谱技术的免标定单线测量法被引量：7
- 2017年
- 可调谐二极管激光吸收光谱技术一般采用双线法同时测量气体的温度和物质的量分数。然而在频分和时分复用这两种方式下,双线法易存在频率串扰和降低时间分辨率等问题,在实际应用中有一定的局限性。针对此问题,提出了基于波长调制光谱技术的免标定单线测量法,只用一条吸收谱线即可实现对气体温度和物质的量分数的同时测量。以燃烧过程中的主要产物CO_2为目标气体,选择中心频率为5007.787cm-1的吸收谱线R(50)进行实验验证。从扣除背景的峰值归一化二次谐波信号的线型中提取温度信息,再利用扣除背景的一次谐波归一化二次谐波信号提取CO_2的物质的量分数。实验结果表明,免标定单线法与热电偶测量的温度最大相对偏差小于2.5%,物质的量分数的最大相对偏差小于2.8%。验证了用免标定单线测量法同时测量CO_2的温度和物质的量分数是可行的。
- 熊涌泉周宾王一红王浩汪步斌程禾尧王式民
- 关键词：光谱学单线法波长调制温度
- 基于三角波调制的免标定气体浓度测量方法研究被引量：5
- 2017年
- 可调谐二极管激光吸收光谱技术中的波长调制方法具有适应恶劣环境以及灵敏度高等特点,在气体浓度测量方面得到了广泛应用。与常用的正弦波调制相比,三角波调制方式具有更高的灵敏度,但一般采用标定的方法来实现气体浓度的测量。提出了基于三角波调制的免标定波长调制方法,建立了分布反馈激光器在三角波调制下的频率响应模型。实验结果表明,使用所提频率响应关系式可使标准具信号拟合结果的相对残差小于0.4%,一次谐波归一化二次谐波信号拟合结果的相对残差小于1.2%,证明了该模型的可行性;实现了基于三角波调制的CH4气体浓度的免标定测量。
- 汪步斌周宾王浩熊涌泉王一红祝仰坤王式民
- 关键词：光谱学三角波波长调制气体浓度
- 基于改进卷积神经网络的激光吸收光谱层析成像被引量：6
- 2021年
- 可调谐二极管激光吸收光谱层析成像技术(TDLAT)是燃烧诊断技术之一。针对现有TDLAT重建算法在有限投影数据时较难快速准确地对气体参数进行重建的问题,结合深度学习理论,对已有基于卷积神经网络(CNN)的TDLAT重建算法进行了改进,较大程度上提高了对火焰温度分布的重建精度,适用于不同特征火焰和多种光路布置方式。研究了适用于TDLAT重建的CNN训练和结构优化方法;讨论了将CNN输入的积分吸光度数据和输出的温度数据进行预处理的必要性;提出了一种分层学习模式,有效利用了气体参数的平滑性先验信息。高斯火焰模型上的验证结果表明,本算法在没有噪声时平均重建误差只有0.24%;在湍流甲烷羽流上进一步对本算法进行了验证。最后搭建了平面火焰炉温度测量系统,试验结果证明,本算法可以在不同燃烧状态下快速重建出火焰z=1.5 cm处横截面的二维温度分布。
- 王明向鹏祁建民佘国金魏威王一红
- 关键词：光谱学层析成像卷积神经网络
- 基于固定点波长调制光谱技术的气体浓度测量方法被引量：4
- 2021年
- 固定点波长调制光谱技术虽然具有时间分辨率高的优点,但随着激光器出光中心的波数漂移,气体浓度的测量会出现较大误差。为消除波数漂移对浓度测量的不利影响,本文提出了一种基于固定点波长调制光谱技术的气体浓度测量方法。引入一条带有封闭气池的参考光路,通过谐波高度来推算激光器出光中心的波数偏移量,使用循环迭代算法实现待测气体浓度的有效反演。搭建了一套基于固定点波长调制光谱技术的测量系统,通过改变激光器的工作温度来模拟波数漂移现象。选择CH_(4)分子在6046.955 cm^(-1)附近的吸收谱线进行浓度测量实验,结果显示:浓度测量的最大相对误差由90.510%降低至5.204%;对于低于70.000%的误差,修正后均可控制在2.000%以内。这说明所提方法能准确计算波数偏移量,提高气体浓度的测量精度,为使用固定点调制光谱技术实现快速场反演提供了技术保障。
- 庄欠瑶周宾王一红赵荣汪步斌段拼搏
- 关键词：光谱学
- 颗粒物与气体浓度同步测量方法研究
- 2019年
- 针对燃煤电厂颗粒物超低浓度排放在线检测的需求,在激光散射法的基础上提出了利用光强调制技术的颗粒物浓度在线测量方法。结合波长调制技术提出了气体与颗粒物浓度同步测量的方法,同时建立了波长调制下散射光信号的数学模型。理论分析及仿真结果表明:气体浓度与归一化二次谐波幅值的峰值成正比,颗粒物浓度与消除气体吸收后的散射光信号的一次谐波幅值成正比。利用1392 nm的近红外激光器对蚊香燃烧时产生的颗粒物与水蒸气浓度进行同步测量。实验结果表明:测量的水蒸气浓度值与温湿度传感器测量值之间的偏差小于3%,颗粒物浓度的特征值与粉尘仪测量值具有高度线性关系,拟合因子为0.9973,实现了基于波长调制技术的颗粒物与气体浓度的同步测量。
- 陈慈伟周宾祝仰坤王一红梁伟灿
- 关键词：散射波长调制同步测量
- 基于高频参考光的频分复用技术实现强干扰下的气体浓度测量被引量：1
- 2020年
- 在利用激光吸收光谱技术测量气体参数时,复杂环境中存在的强干扰会对提取到的探测光强的谐波信号产生较大影响,导致气体参数检测不准确。为此,提出了一种基于高频参考光的频分复用技术。该技术利用高频参考信号实现了对干扰信号的提取与探测光强的修正,进而准确地提取到了探测光强的谐波信号,提高了气体参数测量的准确性,拓展了光谱吸收法的应用范围。通过数值仿真及搭建甲烷浓度实验系统,验证了所提方法具有高频干扰抑制效果好、气体参数测量准确性高的特点。
- 连久翔周宾王一红李剑
- 关键词：光谱学吸收光谱频分复用强干扰
- 基于波长调制技术对强水蒸气干扰下痕量氨气的测量研究被引量：3
- 2018年
- 本文采用免标定波长调制光谱技术结合修正算法实现了电厂脱硝过程中高浓度水蒸气干扰下的痕量逃逸氨浓度测量。分析和讨论了背景对实验测量信号的影响,选择信背比较高的四次谐波用于NH_3浓度的反演,并进行了实验验证。对于烟气中高浓度水蒸气的干扰,利用了H_2O强吸收峰位置标定绝对波数及NH_3吸收峰位置,此外本文提出的修正算法结合免标定波长调制算法可以同时实现H_2O和NH3浓度的准确反演,并通过实验验证了算法的正确性。最后将该修正方法应用于电厂逃逸氨浓度测量并获得了较为可靠的结果.
- 王浩周宾任红伟肖睿汪步斌熊涌泉王一红康信文程禾尧
- 激光吸收光谱技术噪声响应特性数值模拟研究被引量：2
- 2022年
- 在波长调制激光吸收光谱(WMS)技术的测量过程中,测量系统不可避免地会受到电路硬件噪声、机械振动噪声、环境噪声等干扰因素的影响。以CH在6046.95 cm^(-1)附近的吸收谱线为例,通过数值仿真方法定量研究了WMS技术的噪声响应特性。对不同信噪比下采用FFT滤波方法提取的归一化二次谐波信号的峰值变化进行了比较分析,在此基础上就二次谐波峰值变化的标准差和相对误差与信号信噪比之间的关系进行建模,得到了二者与信噪比之间的近似表达式,拟合R^(2)值分别为0.99957、0.99352。研究结果表明,通过数据平均的方式无法从根本上消除噪声对WMS测量准确度的影响,所建立的数学模型为噪声影响下的WMS测量结果的修正提供了思路。
- 段拼搏王一红周宾赵荣庄欠瑶
- 关键词：波长调制噪声二次谐波
- 基于DOAS方法烟气中NH_3对NO浓度测量的干扰补偿被引量：6
- 2016年
- 基于紫外差分光谱（DOAS）技术,针对烟气中NH_3与NO共存的现象,研究不同浓度与温度下NH_3在223~228 nm波段的吸收规律。通过插值获取单位浓度NH_3对NO干扰的基础光谱数据库,根据NH_3不同温度下的差分吸收截面峰值与180℃的差分吸收截面峰值之比同温度的对应关系拟合温度补偿函数。利用这两个补偿函数分别对不同浓度与温度下NH_3和NO的混合气体进行实验研究。结果表明：使用提出的校正方法可以有效地消除NH_3对NO浓度反演的影响。
- 许康王一红周宾汤光华韩少鹏程禾尧李可
- 关键词：DOAS氨气浓度反演温度补偿
- 基于实时反射率修正的离轴积分腔甲烷测量系统被引量：1
- 2019年
- 针对大气CH4浓度测量中的H2O干扰以及高反镜反射率的标定问题,提出了一种波长调制离轴积分腔测量系统中反射率实时标定的方法,并结合CH4浓度免标定反演修正算法解决了CH4浓度测量中H2O干扰的问题,实现了大气CH4浓度的免标定测量。利用该系统对大气CH4浓度进行了测量,测量得到的大气CH4平均浓度为1.821 ppmv,标准偏差为0.024 ppmv,时间分辨率为10 s。Allan方差分析表明该测量系统检测限可达4.6 ppbv。因此,该系统可实现大气CH4浓度的免标定实时测量。
- 陈海轩周宾任红伟寇潇文祝仰坤刘鹏飞王一红
- 关键词：甲烷波长调制光谱反射率
