【摘 要】
：
以气体为测量对象的在线过程分析是过程分析技术的重要内容之一,它对于环境保护,化工生产,安全监测起着至关重要的作用。相比于一些传统的检测应用技术,可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）具有反应灵敏高、分辨率高、检测下限低、测试无耗材和非接触测量的优势,在痕量气体实时检测中发挥了重要的作用。本课题致力于开发一个针对于化工过程气体进行在线分析的开放性平台,应用TDLAS检测技术结合虚拟仪器开发技术,
【基金项目】
：
齐鲁石化乙烯烧焦裂解炉在线分析仪器项目； 山东省自然科学基金（ZR2017LF023）； 青岛市科技惠民专项（17-3-3-89-nsh）； 吉林大学集成光电子学国家重点实验室开放课题（IOSKL2017KFO）；
论文部分内容阅读
以气体为测量对象的在线过程分析是过程分析技术的重要内容之一,它对于环境保护,化工生产,安全监测起着至关重要的作用。相比于一些传统的检测应用技术,可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）具有反应灵敏高、分辨率高、检测下限低、测试无耗材和非接触测量的优势,在痕量气体实时检测中发挥了重要的作用。本课题致力于开发一个针对于化工过程气体进行在线分析的开放性平台,应用TDLAS检测技术结合虚拟仪器开发技术,实现对一些化工气体的高灵敏检测以及方便的操作。基于TDLAS技术的化工过程气体分析平台（以下简称“分析平台”）通过激光波长调制技术来抑制背景噪声,提升信噪比从而提高检测灵敏度;TDLAS技术以谐波检测原理为理论基础,通过锁相放大器技术解调探测器信号的二次谐波分量,以信号幅度反演计算气体浓度;分析平台可以根据不同的检测目标和检测要求,开放性的调整气体检测量程并寻找该目标气体在特定环境下的最低检测精度;分析平台设计了人机交互界面,具有参数菜单功能可以对分析平台的各类参数进行控制与读取;分析平台具有数据导出与记录模块对气体关键参数和吸收谱线进行记录以供进一步研究;分析平台开发有算法嵌入模块,可以集成各类仿真及智能算法以测试该算法在实际应用中的效果从而对算法进行优化。分析平台的硬件系统主要有:光源模块、激光器驱动模块、信号放大及调制解调模块、串口通讯模块、电源供电模块、NI高速数据采集模块、长光程气室、上位机主控系统。上位机主控系统由搭载Windows操作系统的PC机应用Lab VIEW开发软件开发完成,同时安装有DAQ助手和VISA通讯助手以完成数据采集和串口通讯。在该PC机还安装有Matlab编译环境和Visual Stdio2015 C++编译环境,可以实现基于COM（Component Object Model）组件的混合编程。该分析平台的开发旨在提供一个开放性的研究平台,为此对硬件系统进行了大量的测试与优化并开展了多种气体检测应用。目前,该分析平台运行状态良好,可为较多常见的化工气体应用提供在线检测方面的研究。
其他文献
锂二氧化碳电池不仅是一种新型的高能量密度电源,还是一种高效的、环境友好的二氧化碳捕获和利用装置。锂二氧化碳电池的应用,不仅可以将二氧化碳转化为一种可再生能源,还可以缓解能源危机,减少化石燃料的燃烧,减缓全球变暖的趋势。碳元素在地球上分布广泛,碳材料具有优异的导电性、导热性、较高的比表面积、稳定的物理和化学性质。因此,碳材料及其复合材料在储能领域有着广泛的应用前景。目前,锂二氧化碳电池性能受到阴极催
卟啉/酞菁类化合物独特的共轭π电子结构以及分子结构的易功能化修饰和可溶剂化处理等优良特性,使其成为光电催化和电化学活性材料领域的研究热点。另外由于其分子的核心结构与某些天然酶（叶绿素、血红素）相似,使得卟啉/酞菁类化合物具备良好的催化活性,是一种很好的仿酶模型化合物的候选体。本论文以卟啉和酞菁为电化学活性单元,针对电化学传感中,存在着对探针分子选择识别性不足的问题,选取超分子主客体识别中具有分子尺
固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一种高效、环保的将化学能转化为电能的替代能源技术,被认为是最有前途的替代能源技术之一。其阳极是氧化反应发生的场所,同时高度的燃料适应性使得阳极材料面临诸多挑战。目前,镍及其合金因价格低廉、高催化活性而被认为是理想的燃料氧化反应催化剂,并被广泛用作SOFC阳极材料。然而高催化活性所带来的积碳问题严重限制了其商业化进程,因此,
农药以其高效的杀虫,除草等能力,对农业、林业、牧业的发展做出巨大贡献。然而,农药的过量使用,造成农产品存在一定量的农药残留,严重威胁人们的饮食安全。如何快速而准确地判断农产品是否存在农药残留及残留水平,是保障食品安全的重要手段。常规的农药残留检测技术主要有高效液相色谱、液相色谱-质谱联用等,这些技术虽具有高度的灵敏性和准确性,但依赖于复杂的样品前处理,检测周期长,且需要专业人员进行操作,不能满足生
通过生物来源的颗粒稳定Pickering乳液在食品、化妆品或生物医学制剂中显示出巨大潜力,因为它们具有优异的生物相容性、生物降解性以及功能性。生物来源的颗粒尤其是蛋白质纳米粒子令人特别感兴趣,其天然的两亲性质和营养价值在制备高级Pickering乳液方面具有双重益处。虽然最常见的蛋白质纳米粒子在水溶液中显示出优异的单分散性,但它们很容易受到工业乳液的过程变量的影响（例如,高温或宽p H变化）。此外
在我国能源与环境问题日益凸显,锌镍电池作为一种绿色能源,以其自身优异的性能在生活中发挥着无可替代的作用,备受人们的关注。首先锌镍电池本身具有材料绿色、环保、来源广,易回收等优点;其次优异的低温性能,在-30℃仍正常工作容量并无大幅度衰减;最后电池本身出色的倍率性能,能够承受50C的大电流充放。但同时锌镍电池自身存在短板,需要进一步进行研究。特别是锌镍电池负极材料自身在强碱性中的溶解、钝化、变形、形
活性炭性能优良,被广泛应用于化工、环保、制药、冶金和电极材料等领域,是国民经济发展和日常生活中必不可少的重要物质。磷酸法是唯一被应用于工业的活性炭化学制备方法,其安全性高且工艺流程较成熟,但也存在如制备周期较长、制得的活性炭比表面积不够高等问题。超声能强化原材料与活化剂之间的传质,加速物质交换反应的进程,从而弥补传统磷酸法的不足。而关于超声法制备活性炭的研究及活性炭制备的声化学反应器的研究都比较少
谨慎性原则又称稳健性原则,是针对经济活动中的不确定因素要求人们在会计核算处理上持谨慎、小心的态度,要充分估计到风险和损失,尽量少计或不计可能发生的收益,尽量把风险损失缩小或限制在较小的范围内。谨慎性原则的应用,有利于提高会计信息的质量,便于会计信息使用者进行决策。修改后的《企业会计制度》明显加强了谨慎性原则的应用,在总则中明确规定:“企业在进行会计核算时,应当遵循谨慎性原则的要求,不得多计资
电催化水分解是推动可持续能源从电能向清洁氢燃料转变的一项切实可行的战略。为了实现大规模的氢气制备,开发低成本、高效、稳定的电催化剂至关重要。最近的研究表明,由过渡金属硒化物（Transition metal selenide,简称TMS）和杂原子掺杂的碳基材料组成的纳米复合材料已成为降低协同电催化中能源消耗的优先选择。本论文主要通过筛选合适前驱体、探索最优热解条件、调节产物化学组成、控制材料规整形
氢气（H2）是一种具有高能量密度、储量丰富、零碳排放的清洁能源载体,也是重要的化工原料。开发高效、清洁的制氢技术已成为未来氢能发展的关键。电催化水分解技术包括阴极析氢反应（HER）和阳极析氧反应（OER）,它以水为原料,电能为驱动力,具有绿色、高效产氢的特点。而OER和HER两个过程都需要高效催化剂来降低过电势,进而降低能耗和制氢成本。众所周知,IrO2、RuO2和Pt等贵金属类材料具优异电催化活