利用可调谐半导体激光吸收光谱法同时在线监测多组分气体浓度.pdfVIP

No．11 第21卷第11期 光学精密工程 Vol-21 andPrecision 2013年11月 ()ptics Engineering NOV．2013 2771—07 文章编号1004—924X(2013)11 利用可调谐半导体激光吸收光谱法同时在 线监测多组分气体浓度 张志荣”，夏 滑，董凤忠，庞 涛，吴 边 (中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室，安徽合肥230031) 摘要：由于线宽窄，可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDI。AS)一般情况下只能对一种气体进行检测。为了实现多气体 578nm 747 同时或近同时在线检测．本文以1 H：S和1 nm—HCI混合气体同时在线监测为例，研究了3种检测方法：(1) 同频10kHz正弦波和两路同频30Hz不同步的分时锯齿信号法；(2)同频10kHz正弦和30Hz锯齿信号的光开关检测 法；(3)多频(10kHz和20kHz正弦信号)正弦调制法。实验结果表明：分时锯齿信号法除幅值略有微小变化外，在使用 前后对测试结果影响很小；光开关法在切换过程瞬间会略有不稳定．但不影响后期的浓度反演；多频正弦法的信噪比和 抗干扰能力均有所提高，进行HCl探测和H!s探测时，信噪比在激光器关闭和打开情况下分别提高了0．95倍和3．17 倍。以上3种方法操作简单．可以方便地实现多气体组分的同时在线监测．提高了TI)I，AS仪器的竞争力。 关键词：可调谐半导体激光吸收光谱(TDI，AS)；多组分气体；分时锯齿信号；光开关：多频正弦调制 中图分类号：()433．1文献标识码：A doi：10．3788／／()PE．20l32111．2771 Simultaneousandon—linedetectionof multiplegas with tunablediodelaser absorptionspectroscopy ZHANG Hua。D()NG Tao，WUBian Zhi—rong+，XIA Feng—zhong，PANG tAnhuiProvim’ial PhotonicDevi(’esaIId Key1．aboratory‘)}7 MaterMls， AnhuiInstitute FineMP(1hanic^．(212ineseS(‘iem 23003l，China) ofOpticl^and A('ademyof P^，HeJei *Cor，．Pspo，tdi，zgauthor，E-mail：zhangzr@aiofm．“f．C硝 DiodeI．aser detect one Abstract：Generally，TunableAbsorptionSpectroscopy(TI)I．AS)canonly kindof becauseofitsnarrowline—width．Todetectthe inrealtimesimuha— gas multi—componentgas ornear kindsofdetectionmethodswere 1 578nm— neously simultaneously，three reportedbytaking H 747nm—HC