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基于TDLAS技術的吸入便攜式甲烷探測儀研制

劉杰; 董洋; 古明思; 陳家金; 談圖; 高曉明 中國科學院安徽光學精密機械研究所大氣物理化學研究室; 安徽合肥230031; 中國科學技術大學; 安徽合肥230026

關鍵詞:光譜學 可調諧半導體激光 吸收光譜 甲烷 

摘要:為了滿足城市管網日常維護中對甲烷(CH4)泄漏檢測的需求,研制了一種基于可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術的吸入便攜式CH4探測儀,其重量僅為1.4 kg,體積為22 cm?10 cm?10 cm。儀器內部采用中心波長為1654 nm的分布反饋式激光器作為光源,集成了物理基長8.5 cm、有效光程2.25 m的光學多通池。系統基于STM32F405單片機控制激光器產生穩定的調制激光,配合信號采集處理單元實現對吸收信號的采集,并利用數字鎖相放大器提取信號中的二次諧波分量,反演得到待測氣體濃度。對探測儀進行標定和穩定性實驗,結果表明二次諧波信號幅值與氣體濃度有良好的線性關系,系統測量精度為?3.05%,儀器的最小可探測極限為0.88 ppm,其精度與便攜性滿足實際檢測需求。

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