基于調諧激光吸收光譜技術的氣體檢測系統研究及優(yōu)化.pdf

1、調諧二極管激光吸收光譜技術(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)是近年來發(fā)展起來的一種新型的光譜檢測技術，由于其具有高靈敏度、高精度和快速響應等特點，被廣泛應用于環(huán)境氣體監(jiān)測。TDLAS系統中的關鍵參數(如調制度、掃描頻率等)的選擇對系統的測量靈敏度、精度等影響很大，而且在不同的應用領域中，這些參數的選擇需結合具體的需求進行考慮，因此研究TDLAS系統的參數優(yōu)化對TDLAS

2、技術的應用具有重要的意義。
　　 本文在吸收光譜學理論和諧波檢測理論的基礎上，討論了諧波信號和氣體濃度的關系，并對諧波信號的最優(yōu)調制進行了分析。搭建了基于調諧激光吸收光譜技術的環(huán)境氣體檢測系統，設計了系統的數據采集和控制部分中檢測信號的預處理流程。
　　 在搭建的實驗平臺上，對波長調制吸收光譜系統的優(yōu)化進行了研究。通過實驗得到了各階諧波信號并對奇次諧波和偶次諧波的變化規(guī)律進行分析；討論了鎖相放大器的積分時間和相位對輸出諧

3、波信號的影響，給出了本系統合適的積分時間選擇和輸出方式；在一定的理論基礎上通過實驗分析了調制度、調制頻率、掃描信號幅度、掃描信號頻率對諧波信號幅值、信噪比、峰型對稱性及峰寬的具體影響，總結出各參數影響檢測信號的一般規(guī)律，并指出在明確系統功能及需求后進行參數選取的原則，對TDLAS系統的實際應用具有較強的指導意義。
　　 分析了影響系統檢測靈敏度的噪聲因素及其來源，通過實驗驗證扣除背景可大大抑制剩余幅度調制和光學干涉條紋等干擾。給