基于TDLAS原理的多光程高精度微量气体检测系统

作者：陈坤; 李永华

来源：应用激光, 2018, 38(06): 993-999.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20183806.993

• 可调谐激光吸收光谱
• Herriott池
• NH3浓度测量

可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术常用于气体检测,但是某些气体在线强较弱或者低压、低浓度条件下,吸收信号微弱、信噪比高、检测精度低。根据Beer-Lambert定律,提升吸收光程能有效提升吸收信号强度。仿真并设计了一Herriott池结构的多光程测量系统,并对系统有效性以及精确性进行了检验。系统整合在5U机箱内,吸收光路固定,设置了参考光路消除空气中组分吸收影响。只需通过抽气进气阀控制气室内压力,调节激光控制器即可采集数据。系统单光程长204mm,设计反射100次,实际有效光程为20.28m。经检测,系统在真空条件下漏气率为56Pa/h,在低压(10kPa)条件下漏气率为15Pa/h。将该系统与普通直接吸收系统对2 005ppm标准NH3气体检测结果进行了比较,前者吸收率峰值较普通直接吸收系统增强了50倍左右。结果表明,该系统检测误差为2.9%,普通直接吸收系统检测误差高达37.4%。该系统可有效应用于低压、弱吸收线强条件下气体及微量气体现场精确检测。

• 单位
  华北电力大学