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ppb级高精度红外气体检测技术
红外吸收光谱技术基于捕获物质的红外“指纹”来获得物质成分和含量信息,其核心是红外光谱器件和高效紧凑红外光学系统,主要的应用之一是针对气体的传感检测,如有毒有害气体、温室效应气体以及呼吸气体成分和浓度的检测等。相比传统的单气体成分的检测,同时检测多种气体是降低检测成本的有效途径;相比针对未知气体采用实验室傅里叶红外光谱仪的检测,可以现场检测的微小型化红外光谱仪具有更实用且成本更低的优势。另外, 越来越多的场景需要探测精度达到ppb 或亚ppm 精度的高精度气体检测,如有毒有害痕量气体、呼吸气体肺癌早期诊断、果蔬存储中具有催熟剂作用的微量乙烯气体释放的检测等。 现有红外气体传感技术中,基于激光光源的气体传感器虽然易于达到ppb级的高精度检测,但是激光传感器成本昂贵,而低成本的基于热光源的红外气体传感器虽然成本较低,但是却存在精度低的问题。 为了解决上述的精度和成本痛点问题,本成果掌握了高功率热红外光源、可级联长光程气体吸收池、多通道红外探测器和可调谐红外探测器以及多通道微弱信号数字锁相放大检测等技术,开发一系列探测精度到100ppb 以下的多通道红外气体传感器和演示模组,以及基于可调滤波器的小型化红外光谱仪,展示了集成多组分气体检测和现场未知气体成分的光谱仪检测能力,具有高精度和低成本优势,以及小体积和低功耗特点。 (1)高功率热红外光源:MEMS 热光源芯片阵列与微光学准直阵列集成,实现低发散角的高功率红外源。为实现高精度探测所需要的长光程气体吸收池提供足够的红外光能量。 (2)可级联长光程气体吸收池:高精度气体检测需要米级长光程池。现有长光程气体池主要有怀特池、Herriott 型、Chernin 型以及环形吸收池,配合低发散角的激光光源。但是这些吸收池结构复杂,装配难度高,成本高。自主提出的可级联气体池结构简单,光学效率高,且中心对称,加工和装配成本低。 (3)多通道红外探测器:不同敏感波长的红外探测单元集成在同一衬底上,构成多通道器件,可共用一个气体池和光源,节省器件,降低了成本,同时节省了体积和功耗。 (4)可调谐滤波器:采用电调FP 腔和单探测器可以动态选择透射波长进行探测。具有在一定波段内连续扫描实现红外光谱仪的功能,也可以随机定位某个特定波长探测,灵活性强。除了用于已知气体成分的浓度检测,还可用于对含有未知气体种类的应用场景进行气体检测。另外,大口径的压电驱动可调滤波器可用于电力开关柜SF6气体泄露、天然气管道气体泄露以及农作物长势和病虫害监测等场合的红外光谱成像检测。 (5)微小型红外光谱仪:红外光谱仪是在一个较宽的红外波段进行扫描以获取物质的光谱信息,借此探知物质的未知成分。传统的红外光谱仪体积大,主要在实验室使用。本技术采用FP 腔可调滤波器具有体积小结构稳定的特点,易于实现现场检测。 图1 四通道滤波聚焦单元、光学/探测器集成结构以及红外光谱探测器 图2  长光程气体池(平均光程>1米) 图3 可调光谱探测器-PZT压电陶瓷驱动FP腔可调滤波器及可调光谱 图4 红外气体传感器模组 【技术优势】 (1)基于表面微纳结构的窄带滤光片/微透镜阵列技术:实现覆盖中波和长波红外的宽波段滤光/聚焦结构,具有低成本制造优势。 (2)多通道红外探测器集成芯片技术:多通道滤波/聚焦阵列结构与红外探测单元阵列集成,实现多波长光谱探测芯片,具有低成本和小体积优势。 (3)可级联长光程池技术:适合热光源的米级光程气体吸收,实现低成本ppb 级红外气体探测。相比高精度的激光气体传感器,具有成本优势。
华中科技大学 2023-03-14
全焊接双波纹板式气体换热器成套技术
焊接双波纹板式气体换热器主要应用于废气的余热回收以达到节能减排的目的。该技术利用常州大学专利技术,利用摸具液压使0.6~1.0mm的板材成形,经翻边、焊接组装完成,由于是焊接,适用温度可达550度,如果采用更好的材料,适用温度可达到900度。
常州大学 2021-04-14
新型现场多组分有害气体检测仪
– 多组分、高灵敏度的在线测量性能– 体积小、重量轻、功耗低的航天任务要求– 利用空芯光子晶体光纤作为光通道的吸收光谱测量方法– 实现小空间大光程,提高多组分测量的灵敏度– 研究成果满足天宫一号性能需求,在轨运行状态稳定良好
南开大学 2021-04-14
新型惰性气体保护高温加热炉
研发阶段/n内容简介:该惰性气体保护炉结构特点是:加热处理室采用工作台与盖子可同时上升或下降的结构,上升下降式机构设置在底部,热处理室盖子与工作台以圆锥表面相配合,盖子与工作台之间留有一段间隙,它们之间的磨损,不影响它们的配合,保证配合紧密,工作时热处理室盖子通过上升机构紧压在炉顶,更增加配合紧密性.因此是同类密封式热处理炉子中最为理想的结构.本产品获得一项专利,专利号:ZL200420076090.4。
湖北工业大学 2021-01-12
TCS208F 气体热导分析仪
产品详细介绍  TCS208F采用先进的MEMS加工技术生产,利用被测组份和参考气体的热导系数不同而响应的浓度型传感器。产品具有检测范围大、可靠性高、安装方便、维护简单等优点。可广泛应用于天然气,CH4、H2,CO2,CO,SF6,Xe,He,NH3等气体成份检测,也可用于测量非常小的气体容积变化。 测量精度高                             灵敏度高                               集成温度补偿,漂移小                   体积小,响应速度快                     可以测量微小的气体容量                 高性价比                               TO8封装,抗冲击能力强                                     详细介绍: 1.       最大限值                                最小 典型 最大 单位 热功率P(Rm1+Rm2): — — 30 mW 测量温度Tm — — 180 °C 环境温度 -20 — +85 °C 气体压力(1) — — 200 bar 注:由于膜的热时间常数短,短时间的加过高的热功率会毁坏传感器。 2.       参数说明:     最小 典型 最大 单位 电阻,Rm1,Rm2(Tm=25°C) 92 100 115 Ω 电阻,Rt1,Rt2 220 240 275 Ω 商,Rtx / ( Rm1+Rm2 ),x∈{1,2} 1.13 1.2 1.27 1 阻抗差,Rm1 - Rm2 -2.0 — +2.0 Ω α=温度系数,( Rm, Rt ) | 20 - 100°C 4.8(2) 5.5 5.9 10-3·K-1 G =几何系数(3) — 3.6 — mm τm =膜的热时间常数 — <5 — ms τdiffusion =气体交换的时间常数 — <100 — ms 漂移( Rxy ) | x∈{m,t} ; y∈{1,2} — 0.001 0.01 %/week 散射结构的体积 — 0.2 — mm3 保持干净的周围环境空间大小 — 100 — mm3 基础材料 硅,采用蚀刻技术获得微观结构 尺寸结构: 包括底座          不包括底座 3mm × 3mm × 1mm 13mm Ø × 15.4mm 暴露在空气中的材料 Si, SiOxNy, 金, 环氧材料 注释: (1) 根据供应商的说明书对于适当的设备提供的压力参数 (2) α的最小值只适用于与低规格电压辅助源结合的情况. 产品会不断的改良使它更接近于DIN 43760的规格. (3) 因数G是由内部的传感器的机构决定的. 传感器的机械测试: 振动: 符合IEC 68-2-6 附录B (1982) 10圈,±1.5mm; 20g; 10..2000Hz; 1阶/分钟 冲击: 符合IEC 68-2-27 修正#1 (82年10月),径向和轴向各10次, 100g; 7.5ms / 300g; 2.5ms / 900g; 1.2ms.
上海维逸测控技术有限公司 2021-08-23
一种非线性伪随机序列发生器
本发明提供非线性伪随机序列发生器,包括:移位寄存器单元;反馈逻辑单元,包括线性反馈逻辑单元、非线性反馈逻辑单元和合成单元;其中,线性反馈逻辑单元输入端按照其本原三项式反馈函数与移位寄存器单元的状态输出端对应连接,其输出端与合成单元的一个输入端连接;非线性反馈逻辑单元输入端按照其非线性特征函数与移位寄存器单元状态输出端对应连接,其输出端与合成单元的另一个输入端连接;合成单元包括异或门,其输入端分别与线性反馈逻辑单元输出端和非线性反馈逻辑单元输出端连接,所述的合成单元输出端与移位寄存器输入端连接。其生成
安徽建筑大学 2021-01-12
水流量波动发生器及使用方法
(专利号:ZL 201410641942.8) 简介:本发明提供一种水流量波动发生器及使用方法,属于水处理技术领域。该发生器由恒位配水系统、矩形波变流量系统和类正弦波变流量系统组成。恒位配水箱下部分别接基流出水管、矩形波出水管、类正弦波出水软管,基流出水管分别为矩形、类正弦波出水提供稳定基准水流;由多孔圆盘面板上等距间隔安装组合式铁片,在旋转时实现矩形波周期性变流量出水;类正弦波出水软管由挂
安徽工业大学 2021-01-12
高洁净度燃煤干燥介质直接发生系统
项目简介 在化工、冶金、粮食、轻工、矿业等领域中,干燥工艺广泛应用,这就需要干燥用 的高温气流。这种高温气流可以用电力、石油、燃气等生产,但成本都比较高。如果使 用廉价的煤炭,通常必须使用高温换热器,但其造价高、难维护、效率低,也会增加生255 产的成本,而且换热器耐热能力有限,热风的温度也不能太高。本系统利用廉价的煤炭 作能源,通过特殊的高温除尘技术,直接用燃烧产物生产出高洁净度的干燥介质,使之 可以用于各种物料的干燥,从而大幅度地降低生产成本。本系统目前已经在全国 100 多 家
江苏大学 2021-04-14
一种液电脉冲激波发生器
本发明公开了一种液电脉冲激波发生器。包括高压电极、低压 电极、绝缘结构件以及金属外筒等,高、低压电极尖端为棒-棒电极, 并进行端部表面椭球面平滑处理,保证液体中击穿电压的稳定性和烧 蚀寿命。绝缘结构件、高、低压电极配合形成旋转抛物面空腔,高、 低压电极之间的放电间隙中点位于抛物面的焦点,保证液电放电形成 的直达波和反射波定向径向辐射,有效提高液电脉冲激波的强度,同 时能减少对绝缘结构件的损坏。本发明的液电脉冲激波发生器结构简 单,通用性好,可靠性高,且聚焦腔可定向提升激波的强度,应用范 围广泛。&n
华中科技大学 2021-04-14
空气净化器和臭氧发生器电源
空气净化器和臭氧发生器广泛用于“室内空气净化”、“汽车尾气治理”、“工业给水处理”等领域。影响空气净化器和臭氧发生器性能的因素很多,如电极的结构、绝缘材料的介电常数、高压电源等,其中高压电源是影响它们生产效率和寿命的重要因素。本项目开发的空气净化器和臭氧发生器电源,具有功耗底、体积小、重量轻、可靠性高等特点,各项指标均优于同类进口产品。以下给出的是一种用于空气净化器供电电源的主要性能指标:1、输入电源:AC220V±10%  50HZ
大连理工大学 2021-04-14
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