TDLAS痕量气体检测中激光器管壳温度对背景信号的影响

摘要：

采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对痕量气体的连续检测,二次谐波背景信号会随着半导体激光器管壳温度变化产生漂移,使得二次谐波波形无法保持稳定,对测量结果产生误差.基于TD-LAS原理,解释了二次谐波背景信号的产生,分析了背景信号的来源和背景漂移对测量结果的影响,通过对背景信号的扣除获得标准的二次谐波波形,设计并搭建了一套高精度恒温控制系统,此系统搭载了风冷以及水冷模块进行辅助控温,控制精度达到±0.1℃,选取了1796和1653 nm波长的DFB半导体激光器,通过控制两只激光器在20～44℃温度条件下来回变动,温度间隔为2℃,对获得的二次谐波背景信号进行了实验研究.研究表明:随着半导体激光器管壳温度上升,背景信号发生红移,反之发生蓝移;实验中温度每变化2℃,1796和1653 nm的DFB激光器的背景信号分别产生了约3.2和2.67 pm波长漂移;通过对半导体激光器进行控温封装,实现对半导体激光器管壳的恒温控制,可以有效地消除室温变化引起的背景信号漂移,维持测量系统的稳定性,提高痕量气体检测的精度和准确度.

关键词：气体检测、TDLAS、背景信号漂移、温度特性

所属期刊栏目：38

分类号：TP212.1(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划项目,重大科学仪器设备开发专项2017YFF0105100

在线出版日期：2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1670-1674