A computational study of tomographic measurement of carbon monoxide at minor concentrations
A computational study of tomographic measurement of carbon monoxide at minor concentrations
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少量浓度一氧化碳的断层扫描测量的计算研究
DOI：
10.1088/0957-0233/19/9/094018
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发表时间：
2008
影响因子：
2.4
通讯作者：
Pal S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pal S
为了开发一种化学物种层析成像系统，本文采用各种计算步骤来解决利用单程、短程吸收技术在中红外波段测量次要物种浓度的问题。它侧重于燃烧废气中一氧化碳(CO)的成像作为案例研究，在考虑到其他吸收物质的存在的情况下，在直径50 mm的横截面上的平均浓度为10ppm。CO吸收跃迁R6、R7、R9和R10被确定为可能的测量目标。详细考虑了光谱吸收线宽和激光源线宽的联合影响，提出了激光线宽的建议，以达到适当水平的CO吸收信号纯度。为了获得必要的灵敏度、噪声和带宽性能，需要考虑测量策略。讨论了一种可行的层析成像光束布置，提供了48个路径浓度积分的测量结果。给出了具有代表性的体模重建，并给出了应用于这类动态气体对象的令人鼓舞的结果。
In order to develop a chemical species tomography system, this paper carries out various computational steps to address the problem of measuring minor species concentration using single-pass, short path-length absorption techniques in the mid-infrared. It focuses on the imaging of carbon monoxide (CO) in combustion exhaust as a case study, with an average concentration of 10 ppm over a 50 mm diameter cross-section, taking account of the presence of other absorbing species. CO absorption transitions R6, R7, R9 and R10 are identified as possible measurement targets. The joint effects of spectral absorption linewidth and laser source linewidth are considered at length, resulting in recommendations for laser linewidth to achieve appropriate levels of CO absorption signal purity. Measurement strategies are considered for achievement of the necessary sensitivity, noise and bandwidth performance. A feasible beam arrangement for tomographic imaging is discussed, providing 48 measurements of path concentration integral. Representative phantom reconstructions are presented, with encouraging results for application to such dynamic gaseous subjects.
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