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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
基于光线追踪法的高精度CO2测量系统的研究
A CO2 measurement system with high accuracy based on ray tracing approach
投稿时间:2015-02-02  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2015.05.001
中文关键词:  光学测量  CO2体积分数测量  光线追踪法  最佳光程长
英文关键词:optical measurement  measurement of CO2  ray tracing approach  best optical path length
基金项目:国家科技专项(2014ZX07104);国家重大仪器专项(2013YQ03065104);国家科技支撑项目(2012BAI23B00)
作者单位E-mail
伍雷 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
张学典 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093 zhangxuedian@hotmail.com 
王业生 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
于西龙 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
李荆轩 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
颜泽帆 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
摘要点击次数: 2388
全文下载次数: 3004
中文摘要:
      为了提高测量精度,对光线的有效利用率和最佳光程的选择进行了推导和优化。首先应用光线追踪法模拟CO2气室光路结构,计算光线的有效利用率;其次通过分析红外探测器接收到的光线,计算光程长对测量结果贡献率的影响,得出4.26μm波长下CO2的最佳光程为31 mm。据此设计了CO2体积分数测量系统,并对20×10-6~1500×10-6范围内的标准气体进行了测量。实验结果表明,该系统的测量精度可达到50×10-6
英文摘要:
      In this paper, a development of a non-dispersive infrared(NDIR) CO2 gas measurement system with an optical path length of 31 mm is described. The system improves its accuracy by optimizing the optical path and the light efficiency. Firstly, the ray tracing approach is used to simulate the light path of the chamber, so the light efficiency can be calculated. Secondly, based on the simulation result of the sensor that every different optical path length has its own contribution to the measurement, the optimized optical path length for CO2 measurement in the wavelength of 4.26μm is 31 mm. Then the CO2 volume fraction measurement system is designed and tested by measuring the standard gas whose concentration is in the range of 20×10-6~1500×10-6, and the experimental results show that the measurement accuracy of the system can reach 50×10-6.
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