甲烷是一种无色、 无味、 易燃、 易爆的气体, 不仅造成煤矿作业的重大安全隐患, 而且又是温室效应的重要气体之一, 对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。 采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术, 利用甲烷的2v3(第二泛频带)带R(3)支带吸收谱线, 设计并研制出痕量甲烷气体检测仪。 通过调谐系数-0.591 cm-1·K-1, 采用改变DFB激光器工作温度的方式来获得甲烷在1.654 μm处的最佳吸收谱线。 待DFB激光器激射中心谱线选择后, 通过调节其注入电流幅值来获得合适的发光强度。 同时, 结合频率调制技术将待测信号频率移至高频区, 减小1/f噪声。 在光学结构方面, 采用有效光程为76 m的herriott气室, 确保对痕量甲烷气体进行检测。 利用该痕量甲烷气体检测仪, 在被测气体浓度为50～5 000 μmol·mol-1的范围内, 对二次谐波信号进行了提取, 并利用最小均方误差准则分别对气体浓度、 信噪比的关系、 谐波峰值信号与气体浓度的关系进行了线性拟合, 最低检测限达到了1.4 μmol·mol-1。 实验表明, 谐波波形对称性良好, 未观察到强度调制现象, 消除强度调制等因素对谐波检测的影响。