氢泄漏光学检测技术综述

TK91%X932%V241.9; 国际上把能源技术革命作为降低碳排放的主要途径,全球很多国家已经或正在制定碳中和计划,氢能具有来源多样、能量密度高、终端零排、用途广泛等多重优势,在保障国家能源安全、改善大气环境质量、推进能源产业升级等方面具有重要意义.综述了用于氢气泄漏检测的光学传感技术,包括可调谐半导体激光吸收光谱技术和钯基光纤传感技术.可调谐吸收光谱技术中介绍了半导体激光波长扫描和调制、光谱吸收、二次谐波信号获取及气体浓度测量的基本原理;以H2检测技术为例,讨论了环境背景吸收谱的影响、目标气体指纹谱的选择原则及可调谐半导体激光器的选择原则;给出了自己研制的智能型可调谐半导体激光吸收光谱气...

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Published in北京工业大学学报 Vol. 48; no. 3; pp. 312 - 330
Main Author 苗扬
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京工业大学材料与制造学部,北京 100124 01.03.2022
北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室,北京 100124
Subjects
碳中和;氢能源;安全监测;泄漏;可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS);光纤传感器
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ISSN0254-0037
DOI10.11936/bjutxb2021090012

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Summary:TK91%X932%V241.9; 国际上把能源技术革命作为降低碳排放的主要途径,全球很多国家已经或正在制定碳中和计划,氢能具有来源多样、能量密度高、终端零排、用途广泛等多重优势,在保障国家能源安全、改善大气环境质量、推进能源产业升级等方面具有重要意义.综述了用于氢气泄漏检测的光学传感技术,包括可调谐半导体激光吸收光谱技术和钯基光纤传感技术.可调谐吸收光谱技术中介绍了半导体激光波长扫描和调制、光谱吸收、二次谐波信号获取及气体浓度测量的基本原理;以H2检测技术为例,讨论了环境背景吸收谱的影响、目标气体指纹谱的选择原则及可调谐半导体激光器的选择原则;给出了自己研制的智能型可调谐半导体激光吸收光谱气体浓度检测仪的样机结构、模块单元、测试过程和测试结果.钯基光纤传感技术中简述了金属Pd的对H2的传感机理和传感材料的热力学特性;介绍了各种位相调制型、强度调制型和波长调制型光纤传感器的结构、测量原理、测量结果及性能参数;讨论了各类钯基光纤传感器的发展过程;简单分析了传感器宏观性能与微观机理的关系.光学检测属非接触检测,符合氢检测的安全性要求,同时具有选择性强、灵敏度高、响应速度快等特点.
ISSN:0254-0037
DOI:10.11936/bjutxb2021090012