針對目前甲烷遙測裝置因光學準直固定,在不同檢測環(huán)境使用時不能進行動態(tài)調整的問題,在光路準直設計中引入了電控可變焦透鏡,實現(xiàn)了光路自動準直。測試結果表明,針對不同的檢測距離和輔助目標,通過改變電控可變焦透鏡的驅動電流可實現(xiàn)快速變焦,在動態(tài)調節(jié)激光光束發(fā)散效果的同時可使遙測裝置的接收光功率最大化,其接收光功率相比無變焦透鏡接收光功率可提高1.7倍以上,同時可提高檢測系統(tǒng)的信噪比。針對變焦透鏡在遙測應用中出現(xiàn)的新問題,如重力效應引起的光束偏轉效應,提出了形變模型,并進行了理論計算和仿真分析。使用甲烷氣袋進行泄漏模擬測試,通過Allan方差分析得到:當積分時間為18 s時,極限標準差達到1.51×10^-6。對裝置進行實地測量,測試距離為52.2 m,檢測到樓道空氣中存在4.95×10^-6濃度(體積分數(shù))的甲烷氣體。該研究展示了使用電控可變焦透鏡實現(xiàn)光路自動準直和優(yōu)化在氣體泄漏遙測裝置中的可行性與應用價值。

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【文章目錄】：
1 引 言
2 實驗裝置
    2.1 遙測裝置
    2.2 濃度反演
3 準直特性測量與仿真分析
    3.1 激光光束的動態(tài)調節(jié)
    3.2 接收光功率和信噪比的提高
    3.3 光束的重力偏轉效應
    3.4 重力效應的建模與仿真分析
4 遙測分析
    4.1 濃度標定
    4.2 穩(wěn)定性分析
    4.3 遙測實驗
5 結 論



本文編號：3840712