基于TDLAS的气体检测技术算法

基于TDLAS的气体检测技术算法

论文摘要

可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)技术是一种具有高灵敏度、高分辨率的气体吸收光谱检测技术,具有响应快、精度高、单模特性优秀、通用性强等优势。TDLAS直接吸收法通过测量绝对吸收强度来计算待测气体温度和浓度,但容易受到颗粒物浓度、激光强度波动等影响。TDLAS波长调制法采用高频正弦信号对激光器进行调制,使得激光输出频率和强度同时受到调制,具有高信噪比和灵敏度的特点,但是需要通过标定实验或复杂的算法来确定气体参数。因此,通过吸收光谱理论和波长调制理论,推导出蕴含分子吸收信息的谐波通项表达式,并在此基础上分析谐波信号与待测气体绝对吸收强度之间的关系,建立了一种基于谐波信号的绝对吸收强度测量算法。以NH3分子在1 531 nm附近的谱线为例进行数值分析,发现调制幅度达到a=0.032 cm-1(调制系数m=2)时,仿真结果与理论计算结果(a=0)相对误差不超过2%,进一步验证了算法的可靠性与准确性。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 TDLAS及谐波检测原理
  • 2 研究方案
  •   2.1 算法理论推导
  •   2.2 算法数值分析
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 贾军伟,李伟,柴昊,张书锋,张明志,崔鸿飞,刘敬敏,刘展

    关键词: 气体检测,谐波信号,数值模拟

    来源: 红外与激光工程 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 北京东方计量测试研究所

    基金: 国家自然科学基金(11502004)

    分类号: TN24

    页码: 202-208

    总页数: 7

    文件大小: 1109K

    下载量: 434

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