基于可调谐半导体激光吸收光谱的小型化C_2H_2测量系统

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,研制了一套近红外波段的乙炔(C_2H_2)气体检测系统,该装置采用波长调制-多光程吸收光谱技术,提高了系统的检测灵敏度;为了优化系统测量条件,在压强范围为5.3~12.0kPa和调制幅度为0.010~0.035V条件下,测量了体积分数为5×10^(-5)的C_2H_2标准气体的光谱信号,并测量了不同浓度的C_2H_2在总压强为10.7kPa时的二次谐波信号;为了进一步验证系统的稳定性,采集60s的光谱信号,通过Allan方差分析获得了系统的最佳探测时间和探测极限。结果表明:压强为10.7kPa且调制幅度为0.030V时的二次谐波信号强度最大;C_2H_2气体浓度与二次谐波幅值呈良好的线性关系,并且C_2H_2体积分数为1×10^(-6)~5×10^(-5)时的测量误差较小,小于±2%;该实验系统的最佳探测时间为7.2s,探测极限为2.8×10^(-11);该仪器采用基于嵌入式系统设计的激光器驱动和数字锁相放大器,具有结构简单、体积小、便于集成等特点,适用于工业现场和气体运输等方面。