一种用于谐波检测过程中消除谐波背景方法的研究

摘要：

针对可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS ）连续检测技术中，二次谐波背景信号存在漂移的现象，提出改变激光器中心电流实时提取背景信号，以消除连续检测过程中背景信号的漂移对浓度反演的影响。依据波长调制理论推导了二次谐波背景信号的理论表达式，并分析了实际情况下影响二次谐波背景信号的因素。给出激光器在不同工作温度时电流和输出光强度之间的关系曲线，并分析了改变激光器中心电流实时提取背景信号的可行性。结合背景信号搜索方法设计了基于LabVIEW的背景信号提取流程图。设计以氨气为检测对象的TDLAS实验系统，选取了氨气的吸收谱线以及对应的吸收中心电流。在激光器电流全工作区间内只存在唯一吸收峰的情况下，确定实验中各参数的数值及搜索背景的电流范围。实验结果表明：该方法可实时提取谐波背景信号。结合线性最小二乘法拟合反演可有效地减小检测误差及背景信号对浓度反演精度的影响，提高浓度的检测精度及准确性。在连续检测实验中，反演浓度的标准差由2.6883降到1.8561，减小背景信号漂移对检测浓度准确性的影响，提高了连续检测的准确性。

关键词：TDLAS、谐波检测、背景消除、二次谐波

分类号：TH741.4(仪器、仪表)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目2010CB327800;天津市应用基础与前沿技术研究计划项目14JCYBJC22800

在线出版日期：2015-12-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3224-3229