基于TDLAS氣體檢測系統(tǒng)中非標(biāo)定波長調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收（TDLAS）技術(shù)是氣體濃度、溫度、壓強(qiáng)、流速等參數(shù)測量中的常見方法，隨著穩(wěn)定可靠、窄帶寬、可在室溫下使用的可調(diào)諧激光器的出現(xiàn)，TDLAS技術(shù)近年來飛速發(fā)展，在氣體檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；赥DLAS進(jìn)行氣體濃度檢測主要有直接吸收和波長調(diào)制兩種方法。直接吸收方法簡單、無需標(biāo)定，但是在低濃度吸收情況下誤差較大；波長調(diào)制方法通過在低頻信號上疊加高頻調(diào)制信號，有效抑制了低頻噪聲，系統(tǒng)靈敏度較高。但常用的標(biāo)定方法并不能滿足實(shí)

2、際應(yīng)用的要求，隨著 TDLAS技術(shù)的不斷發(fā)展，非標(biāo)定波長調(diào)制方法逐步得到關(guān)注。
　　本文基于非標(biāo)定TDLAS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對甲烷氣體濃度的實(shí)時檢測。首先，以比爾-朗伯定理為基礎(chǔ)，介紹氣體吸收譜線的線強(qiáng)度、線型等相關(guān)理論。介紹HITRAN數(shù)據(jù)庫，并通過查詢數(shù)據(jù)庫選定甲烷氣體吸收譜線位置，計(jì)算相關(guān)參數(shù)。研究直接吸收和波長調(diào)制方法的基本理論，利用傅里葉展開得到各次諧波信號，總結(jié)和分析諧波信號檢測過程中的不確定因素。其次，介紹并建立了基于 TD

3、LAS技術(shù)的甲烷氣體檢測系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)分析調(diào)制參數(shù)對諧波信號的影響，并選定合適的調(diào)制參數(shù)。利用直接吸收和波長調(diào)制技術(shù)對甲烷氣體吸收光譜進(jìn)行測量和濃度計(jì)算。通過實(shí)驗(yàn)和仿真分析溫度對諧波信號檢測的影響。之后，給出擬合測量和模擬二次諧波信號實(shí)現(xiàn)非標(biāo)定波長調(diào)制檢測的方法。利用Matlab對基于TDLAS的甲烷氣體檢測系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，提出通過擬合輸入激光強(qiáng)度對諧波信號進(jìn)行歸一化，消除激光強(qiáng)度變化對諧波信號幅值的影響。分析曲線擬合過程中各自由參