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基于可调谐半导体激光光谱大气CO2监测仪

Tunable Diode Laser Spectroscopy System for Carbon Dioxide Monitoring

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摘要

中红外为分子的基频吸收带,利用可调谐二极管吸收光谱(TDLAS)技术,扫描气体的单根吸收谱线,可以对温室气体进行高灵敏度探测。介绍了利用2704 nm波段激光器结合直接吸收的方法对温室气体进行探测的小型化光谱仪的研制。利用数字信号处理器(DSP)对吸收信号进行采集处理,并根据环境温度值和海拔高度对气体吸收浓度进行校正,同时对激光器波长进行锁定,保证了探测精度,最后对结果数据进行存储。系统采用电池供电,响应时间为1.6 s,检测限为5×10-7,实验对系统进行了长时间测试,验证了系统的稳定性和可行性。

Abstract

Mid-infrared spectrum region is the fundamental absorption band of molecules. Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) technology can be applied to detect greenhouse gas sensitively by scanning a single molecular absorption line. A miniaturized system based on the combination of direct absorption method and a 2704 nm band laser is presented, which is utilized to monitor carbon dioxide. Also, the digital signal processor (DSP) data acquisition system can be applied to acquire and process the absorption signal, as well as to revise the concentration according to the environment temperature and altitude. In order to eliminate the shift of wavelength and ensure the detection accuracy, the wavelength locking module is used and finally a SD card is used for data storage. The system is powered by a battery, the response time is 1.6 s and the detection limit is 5×10-7. It takes a long time to test the system, which ensures its stability and feasibility.

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补充资料

中图分类号:O463

DOI:10.3788/cjl201441.1208003

所属栏目:测量与计量

基金项目:国家973计(2013CB632803)、中国科学院战略性先导科技专项(XDA05040102)

收稿日期:2014-07-15

修改稿日期:2014-07-31

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

袁松:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
阚瑞峰:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
何亚柏:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
姚路:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
许振宇:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
阮俊:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
何俊峰:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
魏敏:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
李明星:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
贾良权:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
刘建国:中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031

联系人作者:袁松(syuan@aiofm.ac.cn)

备注:袁松(1986—),男,博士研究生,主要从事燃烧过程重要组分的激光光谱测量与温度修正方法等方面的研究。

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引用该论文

Yuan Song,Kan Ruifeng,He Yabai,Yao Lu,Xu Zhenyu,Ruan Jun,He Junfeng,Wei Min,Li Mingxing,Jia Liangquan,Liu Jianguo. Tunable Diode Laser Spectroscopy System for Carbon Dioxide Monitoring[J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(12): 1208003

袁松,阚瑞峰,何亚柏,姚路,许振宇,阮俊,何俊峰,魏敏,李明星,贾良权,刘建国. 基于可调谐半导体激光光谱大气CO2监测仪[J]. 中国激光, 2014, 41(12): 1208003

被引情况

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