开放型TDLAS-WMS技术CO_(2)痕量气体检测

赵成龙; 黄丹飞; 刘智颖; 王昱琪; 钟艾琦; 张耹铭; 孟凡宏

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开放型TDLAS-WMS技术CO_(2)痕量气体检测

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采用窄线宽、边模抑制高的DFB激光器研制一套开放型TDLAS波长调制技术气体检测装置。选取2004 nm处CO_(2)分子吸收峰作为吸收谱线,采用锁相放大器进行调制、解调后的二次谐波信号幅值检测气体浓度大小。设计基于开放环境中的Herriott型气体吸收池,使用ZEMAX非序列模式进行吸收池仿真,光线追迹后理论光程可达到1350 mm,实际光程由50 mm增加到300 mm,检测浓度下限数值由原先的1300 ppmv降低到214.28 ppmv,有效提高了系统的检测下限能力。配置不同浓度的CO_(2)气体检测,得到二次谐波信号幅值与浓度之间呈现很好的线性关系,其拟合系数为0.99839,可通过拟合直线方程计算得出待测气体的浓度。配置300 ppmv的CO_(2)进行Allan方差分析,积分时间到101.6 s时,Allan方差处于平稳状态,检测系统的灵敏度为1.512×10^(-5)。检测结果表明检测装置实现了对CO_(2)气体浓度准确测量。该装置可进行结核分枝杆菌呼吸产生的CO_(2)气体浓度进行检测,为肺结核病诊断提供依据。

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来源
《光子学报》 |2022年第2期|323-332|共10页
作者
赵成龙; 黄丹飞; 刘智颖; 王昱琪; 钟艾琦; 张耹铭; 孟凡宏;
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作者单位

长春理工大学光电工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TN271.5;
关键词
TDLAS-WMS; 谐波信号; 痕量气体检测; DFB激光器; CO_(2);

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