为了实现大范围、长距离的大气烷烃气体检测, 将研制的中红外双组分甲烷、乙烷传感器以车载方式, 对某一地区的大气甲、乙烷含量进行了移动探测。该传感器系统采用中红外室温连续的带间级联激光器(ICL)作为光源, 采用高速数据采集卡采集信号, 利用上位机LabVIEW平台编写程序产生激光器扫描及调制信号、获取探测器信号并提取二次谐波, 通过计算, 确定大气烷烃气体浓度。根据气体采样时间、实时风速及车速, 计算得到系统的响应时间为82.5 s, 实验测量为85~95 s, 与理论一致。对系统噪声水平进行测试, 实验室中甲烷浓度波动为±40 nL/L, 乙烷波动为±2 nL/L, 车载过程甲烷浓度波动为+40至-80 nL/L, 乙烷波动为±4 nL/L。为验证传感器性能, 与美国Aeries公司的商用传感器结果做了对比, 二者呈现较好的一致性。最后, 给出了车载传感器系统在某条线路上的甲烷、乙烷浓度移动探测结果, 以及某小区甲烷、乙烷浓度的二维分布测绘结果, 分析了二种烷烃气体的变化关系。本文所开展的工作为探测烷烃气体泄漏并监测大气质量提供了技术保障。

C2H6作为温室气体之一, 对光化学污染的产生和臭氧层的破坏具有促进作用。C2H6在大气中的含量极低, 对传感器的探测精度具有较高要求。报道了一种使用中红外连续波长带间级联激光器(ICL)检测大气中C2H6浓度的传感器, 其测量精度可达到10-9量级。采用容积为220 mL、光程为54.6 m的多通池增加气体吸收光程,降低检测下限, 提高灵敏度。采用LabVIEW虚拟仪器平台编程产生激光器扫描、调制信号及其叠加, 通过数据采集卡(DAQ)输出到ICL驱动源。通过DAQ读取探测器输出信号, 由LabVIEW程序进行信号的锁相放大及二次谐波提取。实验结果表明：当系统采样时间为1.67 s时, 阿伦标准差为1.86×10-9, 且阿伦标准差在平均时间为775 s时达到最小值, 即系统达到最佳稳定度, 为0.026×10-9。将该系统放置于燃气站进行检测实验, 证明所研制的C2H6传感器具有实用价值。