基于TDLAS的弱吸收條件下氣體濃度測量理論與實驗研究.pdf

1、伴隨著工業(yè)化進程以及高精尖科學的不斷發(fā)展，出于經(jīng)濟性和安全性的考慮，對生產(chǎn)生活中氣體濃度的實時監(jiān)測提出了更高的要求。相關的測試技術近些年得到迅速發(fā)展，而吸收光譜技術憑借其快速、準確、操作簡便等優(yōu)點迅速成為了研究熱點，其中的可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術（ Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）更是成為了眾多研究的焦點?，F(xiàn)已廣泛應用于諸如，電廠脫硝過程中氨的逃逸率測量、大氣污染物監(jiān)測以及航天

2、工業(yè)中極低濃度的氣體測量研究等領域，并取得了較好的效果。
　　本文在吸收光譜理論以及諧波檢測理論的基礎上，對TDLAS技術進行了系統(tǒng)的闡述，通過數(shù)值模擬以及實驗驗證的方式完成了以下工作。首先，設計了適用于實驗室條件的TDLAS實驗方案，并選購、加工了實驗平臺組成部件。為證明該方法的優(yōu)越性，引入傳統(tǒng)的直接吸收法進行簡單介紹、并通過實驗的方式與其進行測量范圍、精度的比較。并在此基礎上引入懷特池的設計，使得有效光程延長至初始值的12倍，

3、并直接應用到實驗中。同時，通過對數(shù)據(jù)處理方法進行改進，中心頻率6982.0678cm-1處低濃度 CO2的測量準確性得到了明顯改善。實驗表明，當使用波長調(diào)制技術時，濃度低至100ppm，仍能進行準確測量，測量相對誤差僅為2％。另外，為了進一步提高測量精度和靈敏度，本文對連續(xù)波衰蕩光譜技術進行了初步研究，該方法具備多光程測量以及不受光強波動等因素影響的優(yōu)點，在弱吸收條件下的氣體檢測領域有著較好應用前景。文中第五章著重對其測量的優(yōu)越性進行了