久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種用于爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，利用太赫茲波對(duì)于爆轟附加產(chǎn)物粉塵的高穿透性，以及水對(duì)于太赫茲波的高吸收特性，結(jié)合遠(yuǎn)紅外差分光譜技術(shù)的高檢測(cè)靈敏性，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆轟產(chǎn)物水成分的動(dòng)態(tài)定量實(shí)時(shí)檢測(cè)，并給出信號(hào)提取處理方法；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：可在商用的通信光纖低損耗傳輸，能實(shí)現(xiàn)激光泵浦泵浦源和太赫茲發(fā)射端的遠(yuǎn)距離分離，保證操作人員的安全性；保證了不同頻率太赫茲波之間傳播方向和強(qiáng)度的一致性，有效排除了由傳播方向和強(qiáng)度的不一致性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾；響應(yīng)速度快，能有效反應(yīng)爆轟產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)吸收過程，同時(shí)不采用鎖相放大器采集信號(hào)，縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。
【專利說明】一種用于爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太赫茲光譜檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及光混頻太赫茲產(chǎn)生技術(shù)、電光調(diào)制技術(shù)、太赫茲波差分光譜檢測(cè)技術(shù)、以及快響應(yīng)太赫茲波探測(cè)技術(shù)，本發(fā)明適用于絕大部分爆轟產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]C、H、N、O四種元素組成的炸藥爆轟后主要產(chǎn)物是N2、H20和C02。爆轟產(chǎn)物的成分含量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，將為分析爆轟過程、確定狀態(tài)方程以及建立爆轟過程的動(dòng)力學(xué)模型提供有價(jià)值信息。
[0003]目前爆轟產(chǎn)物的常規(guī)檢測(cè)手段主要有氣相色譜以及離子色譜兩種。氣相色譜分析爆轟產(chǎn)物主要是利用爆轟產(chǎn)物中不同組成成分之間的沸點(diǎn)、極性及吸附性的差異來實(shí)現(xiàn)爆轟產(chǎn)物成分識(shí)別以及定量檢測(cè)，其檢測(cè)爆轟產(chǎn)物的主要過程為在爆轟過程完成后，對(duì)爆轟產(chǎn)物進(jìn)行采樣制成待測(cè)樣品，然后將樣品放入氣相色譜的氣體腔室，在惰性氣體的引領(lǐng)下，進(jìn)入色譜柱(柱內(nèi)含有液體或固體固定相)，由于樣品中各組分的沸點(diǎn)、極性或吸附性能不同，每種組份都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣(惰性氣體)的流動(dòng)性導(dǎo)致這種平衡難以建立，故可使樣品組分在載氣運(yùn)動(dòng)過程中多次反復(fù)進(jìn)行分配或吸附/解吸附，最后使樣品中濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出，從而實(shí)現(xiàn)爆轟氣體產(chǎn)物組成成份定性檢測(cè)以及定量檢測(cè)。離子色譜的分離機(jī)理主要是離子交換，檢測(cè)爆轟產(chǎn)物的主要過程為在爆轟過程完成后，對(duì)爆轟產(chǎn)物進(jìn)行采樣制成待測(cè)樣品，通過高效離子交換色譜(通過離子交換實(shí)現(xiàn)組成成分分離)、離子排斥色譜(通過離子排斥實(shí)現(xiàn)組成成份分離)或離子對(duì)色譜(通過吸附和離子對(duì)的形成實(shí)現(xiàn)組成成份分離)三種方式實(shí)現(xiàn)樣品組成成份分離，最后通過電化學(xué)或者光化學(xué)手段對(duì)個(gè)組成成份進(jìn)行定量檢測(cè)。由上述可知，氣相色譜和離子色譜均能實(shí)現(xiàn)爆轟產(chǎn)物的定性檢測(cè)以及高靈敏度的定量檢測(cè)，但兩者對(duì)于爆轟產(chǎn)物的檢測(cè)，均只能在爆轟過程完成后，對(duì)爆轟產(chǎn)物進(jìn)行采樣制樣后才能實(shí)現(xiàn)爆轟產(chǎn)物的檢測(cè)，不具備實(shí)時(shí)檢測(cè)的能力，且不能實(shí)現(xiàn)爆轟反應(yīng)過程中爆轟產(chǎn)物含量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，因此難以為分析爆轟過程、確定狀態(tài)方程以及建立爆轟過程的動(dòng)力學(xué)模型提供有價(jià)值動(dòng)態(tài)信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)爆轟產(chǎn)物水成分的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量，提供一種用于爆轟產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)的太赫茲波差分光譜技術(shù)，利用太赫茲波對(duì)于爆轟附加產(chǎn)物粉塵的高穿透性，以及水對(duì)于太赫茲波的高吸收特性，結(jié)合遠(yuǎn)紅外差分光譜技術(shù)的高檢測(cè)靈敏性，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆轟產(chǎn)物水成分的動(dòng)態(tài)定量實(shí)時(shí)檢測(cè)，并給出信號(hào)提取處理方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用以下技術(shù)方案:
一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，該方法包括光混頻太赫茲波、振幅調(diào)制、快響應(yīng)太赫茲探測(cè)三個(gè)部分，具體步驟如下: 光混頻太赫茲波和振幅調(diào)制:采用兩路頻率不同的激光，其中一路激光作為本地振蕩源，另一路激光通過光電調(diào)制器進(jìn)行振幅調(diào)制產(chǎn)生兩個(gè)變頻帶，通過光纖耦合器將兩路激光同時(shí)注入快響應(yīng)的光電二極管中，發(fā)生光混頻效應(yīng)，輻射出頻率相近的傳播方向相同的不同頻率的太赫茲波；
輻射出的不同頻率的太赫茲波，其中一個(gè)頻率位于水特征吸收峰，另一個(gè)頻率在水特征吸收峰之外的相近頻率；
快響應(yīng)太赫茲探測(cè):由天線輻射出的兩路太赫茲波快速進(jìn)入并穿過爆炸區(qū)域，由太赫茲探測(cè)器接收穿過爆炸區(qū)域的兩路太赫茲波，太赫茲探測(cè)器將接收到兩路激光的損耗信息傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)將信息解碼還原，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸區(qū)域的水成分含量的動(dòng)態(tài)定量檢測(cè)。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述的不同頻率的激光輸出由工作波長(zhǎng)在1550nm波段的兩臺(tái)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器分別輸出。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波在傳輸過程中會(huì)被爆炸區(qū)域內(nèi)的水大量吸收及粉塵等顆粒散射損耗，導(dǎo)致該頻率太赫茲波在被太赫茲探測(cè)器接收時(shí)出現(xiàn)衰減。
[0008]在上述技術(shù)方案中，其特征在于所述頻率位于水特征吸收峰外的相近頻率太赫茲波在傳輸過程中會(huì)被爆炸區(qū)域內(nèi)的粉塵等顆粒散射損耗，導(dǎo)致該頻率太赫茲波在太赫茲探測(cè)器接收時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)衰減。
[0009]在上述技術(shù)方案中，通過對(duì)比所述頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波的信號(hào)衰減和頻率位于水特征吸收峰之外的太赫茲波的信號(hào)衰減，可得到頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波信號(hào)僅由水吸收而造成的衰減。
[0010]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
基于光混頻原理產(chǎn)生太赫茲波，其優(yōu)點(diǎn)在于泵浦激光采用1550nm波段的中紅外激光，可在商用的通信光纖低損耗傳輸，能實(shí)現(xiàn)激光泵浦泵浦源和太赫茲發(fā)射端的遠(yuǎn)距離分離，保證操作人員的安全性。
[0011]采用振幅調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)雙頻率太赫茲波發(fā)射，其優(yōu)點(diǎn)在于在實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻率太赫茲波發(fā)射的基礎(chǔ)上，保證了不同頻率太赫茲波之間傳播方向和強(qiáng)度的一致性，有效排除了由傳播方向和強(qiáng)度的不一致性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
[0012]采用差分光譜檢測(cè)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于利用水在太赫茲波段窄吸收峰特性，通過頻率相近但在水特征吸收峰之外的同向傳輸?shù)奶掌澆ㄅ懦⑸涞绕渌蛩貙?duì)于太赫茲的損耗，得出在水特征吸收峰處的太赫茲波只與水吸收相關(guān)的吸收損耗值。
[0013]采用快響應(yīng)太赫茲無源探測(cè)器探測(cè)太赫茲差分信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)速度快，能有效反應(yīng)爆轟產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)吸收過程，同時(shí)不采用鎖相放大器采集信號(hào)，縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發(fā)明的實(shí)施過程示意圖；
其中:1是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器；2是光纖；3是電光調(diào)制器；4是光纖耦合器；5是太赫茲發(fā)射器；6是太赫茲透鏡；7是太赫茲探測(cè)器；8是太赫茲波；9是計(jì)算機(jī)，10是太赫茲差分光譜信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明具體實(shí)施如下:
本發(fā)明采用工作波長(zhǎng)在1550nm波段的兩臺(tái)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器分別輸出不同波長(zhǎng)的激光，兩者頻率間隔在太赫茲波段，其中一路連續(xù)激光作為本地振蕩源直接通過光纖傳輸，另外一路連續(xù)激光經(jīng)過電光調(diào)制器進(jìn)行振幅調(diào)制產(chǎn)生兩個(gè)邊頻帶，兩路激光通過光纖耦合器同時(shí)注入快響應(yīng)的光電二極管中，快響應(yīng)的光電二極管也就是圖中的太赫茲發(fā)射器。兩路激光在快響應(yīng)的光電二極管中發(fā)生光混頻效應(yīng)，然后通過天線輻射出頻率相近的兩個(gè)不同頻率的太赫茲波。在這個(gè)過程中，通過兩路調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的頻率差以及振幅調(diào)制的正弦波頻率，可使太赫茲波的其中一個(gè)頻率位于水特征吸收峰，另外一個(gè)頻率在水特征吸收峰之外的相近頻率，產(chǎn)生水成分檢測(cè)的差分檢測(cè)太赫茲波信號(hào)。太赫茲波由太赫茲波透鏡準(zhǔn)直后透射經(jīng)過爆轟區(qū)域，再由太赫茲波透鏡聚焦到太赫茲探測(cè)器上。兩路太赫茲波在爆炸區(qū)域中，其中頻率位于水特征吸收峰中的一路會(huì)被爆炸區(qū)域中的水分大量吸收和粉塵顆粒散射損耗，導(dǎo)致該路太赫茲波在爆炸區(qū)域中傳輸過程中會(huì)不停衰減，而另一路太赫茲波因?yàn)轭l率不在水特征吸收峰中，在爆炸區(qū)域中只會(huì)被粉塵顆粒散射損耗，就會(huì)出現(xiàn)相對(duì)較小的衰減，兩路太赫茲波在被接收后就會(huì)出現(xiàn)明顯的能量差異，因此太赫茲探測(cè)器將接收到的信號(hào)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析爆轟過程中兩個(gè)頻率太赫茲波的損耗值之間差值隨時(shí)間的變化，即實(shí)現(xiàn)爆轟產(chǎn)物中水成分含量的動(dòng)態(tài)定量檢測(cè)。
[0016]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括光混頻太赫茲波、振幅調(diào)制、快響應(yīng)太赫茲探測(cè)三個(gè)部分，具體步驟如下: 光混頻太赫茲波和振幅調(diào)制:采用兩路頻率不同的激光，其中一路激光作為本地振蕩源，另一路激光通過光電調(diào)制器進(jìn)行振幅調(diào)制產(chǎn)生兩個(gè)變頻帶，通過光纖耦合器將兩路激光同時(shí)注入快響應(yīng)的光電二極管中，發(fā)生光混頻效應(yīng)，輻射出頻率相近的傳播方向相同的不同頻率的太赫茲波； 輻射出的不同頻率的太赫茲波，其中一個(gè)頻率位于水特征吸收峰，另一個(gè)頻率在水特征吸收峰之外的相近頻率； 快響應(yīng)太赫茲探測(cè):由天線輻射出的兩路太赫茲波快速進(jìn)入并穿過爆炸區(qū)域，由太赫茲探測(cè)器接收穿過爆炸區(qū)域的兩路太赫茲波，太赫茲探測(cè)器將接收到兩路激光的損耗信息傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)將信息解碼還原，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸區(qū)域的水成分含量的動(dòng)態(tài)定量檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于所述的不同頻率的激光輸出由工作波長(zhǎng)在1550nm波段的兩臺(tái)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器分別輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于所述頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波在傳輸過程中會(huì)被爆炸區(qū)域內(nèi)的水大量吸收及粉塵等顆粒散射損耗，導(dǎo)致該頻率太赫茲波在被太赫茲探測(cè)器接收時(shí)出現(xiàn)衰減。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于其特征在于所述頻率位于水特征吸收峰外的相近頻率太赫茲波在傳輸過程中會(huì)被爆炸區(qū)域內(nèi)的粉塵等顆粒散射損耗，導(dǎo)致該頻率太赫茲波在太赫茲探測(cè)器接收時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)衰減。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲波差分光譜的爆轟氣相產(chǎn)物水成分動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于通過對(duì)比所述頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波的信號(hào)衰減和頻率位于水特征吸收峰之外的太赫茲波的信號(hào)衰減，可得到頻率位于水特征吸收峰的太赫茲波信號(hào)僅由水吸收而造成的衰減。
【文檔編號(hào)】G01N21/3504GK104266994SQ201410528509
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】李江, 朱禮國(guó), 劉喬, 孟坤, 鐘森誠(chéng), 翟召輝, 彭其先, 李澤仁 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所