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基于三角波调制的免标定气体浓度测量方法研究
  • ISSN号:0253-2239
  • 期刊名称:《光学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O433.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理] O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:东南大学能源与环境学院,江苏南京210096
  • 相关基金:国家重大科学仪器设备开发专项(2014YQ06053701)、国家自然科学基金(50976024)、国家自然科学基金青年科学基金(50906013)
中文摘要:

可调谐二极管激光吸收光谱技术中的波长调制方法具有适应恶劣环境以及灵敏度高等特点,在气体浓度测量方面得到了广泛应用。与常用的正弦波调制相比,三角波调制方式具有更高的灵敏度,但一般采用标定的方法来实现气体浓度的测量。提出了基于三角波调制的免标定波长调制方法,建立了分布反馈激光器在三角波调制下的频率响应模型。实验结果表明,使用所提频率响应关系式可使标准具信号拟合结果的相对残差小于0.4%,一次谐波归一化二次谐波信号拟合结果的相对残差小于1.2%,证明了该模型的可行性;实现了基于三角波调制的CH4气体浓度的免标定测量。

英文摘要:

The wavelength modulation method in tunable diode laser absorption spectroscopy is widely used in the measurement of gas concentration due to its advantages of adapting to harsh environment and high sensitivity. Compared with the common sine wave modulation, the triangular modulation has higher sensitivity. However, the triangular modulation method is generally combined with the calibration approach to measure gas concentration. In this study, a new calibration-free method based on triangular wave modulation is proposed and a frequency response model of distributed feedback laser is developed. The experimental results illustrate that the relative residual of etalon signal is less than 0.4% and the relative residual of the first harmonic normalized second harmonic signal is less than 1.2%, which prove the feasibility of the proposed model. The calibration-free measurement of CH4 gas concentration based on triangular wave modulation is realized.

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期刊信息
  • 《光学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:曹健林
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:aos@siom.ac.cn
  • 电话:021-69916837
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2239
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1252/O4
  • 邮发代号:4-293
  • 获奖情况:
  • 1992年中科院优秀期刊二等奖,1996年第二届上海市优秀期刊评比一等奖,2000年中科院优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33570