基于TDLAS的環(huán)境CO紅外激光光譜監(jiān)測方法研究.pdf

1、隨著人類經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重，突發(fā)性環(huán)境污染事件也時有發(fā)生。防治污染、保護(hù)環(huán)境，成為當(dāng)代科學(xué)的一個重要課題。其中，CO作為重要的大氣污染物，其濃度的變化是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(Tuanble Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)是一種重要的氣態(tài)污染物檢測技術(shù)，具有無需預(yù)處理，選擇性強，響應(yīng)速度快，高靈敏度和高精度等特點，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境

2、氣體監(jiān)測。
　　本文對可調(diào)諧激光半導(dǎo)體吸收光譜技術(shù)的基本原理和方法進(jìn)行了分析，采用Fourier分析方法推導(dǎo)了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光波長調(diào)制光譜的理論公式，在此基礎(chǔ)之上研究了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光正弦頻率調(diào)制下波長調(diào)制光譜各次諧波的信號特征以及激光幅度調(diào)制對諧波信號的影響，并對背景噪聲進(jìn)行理論分析。
　　在痕量氣體檢測中，常利用多次反射吸收池技術(shù)增加氣體的光程長度，以提高檢測的靈敏度，降低檢測極限。在Herriott型多次反射吸收池的光

3、路傳輸原理基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種新型的光程可調(diào)多次反射光學(xué)吸收池，完成了光學(xué)仿真分析與機械設(shè)計，并對其光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定條件進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果與實際觀測一致。
　　根據(jù)上述原理和方法，以CO氣體為實驗和研究對象，設(shè)計了一套多次反射吸收池和紅外半導(dǎo)體激光光譜技術(shù)相結(jié)合的環(huán)境CO連續(xù)檢測系統(tǒng)。根據(jù)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)二次諧波信號的特征，以標(biāo)準(zhǔn)氣體吸收光譜為基礎(chǔ)，采用線性最小二乘擬合的方法對諧波信號進(jìn)行數(shù)值擬合，高精度地反演