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用于气体浓度检测的VCSELs温度控制电路设计
  • ISSN号:1673-6141
  • 期刊名称:大气与环境光学学报
  • 时间:2013.9.1
  • 页码:379-384
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031
  • 相关基金:国家自然科学基金(11204320和11204319)资助
  • 相关项目:基于TDLAS技术的温度场和浓度场“CT”模型重建方法研究
中文摘要:

在利用可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)技术对气体浓度进行检测时,检测系统对激光器的温度稳定性要求较高。提出了一种基于MAxl978的VCSEL激光器自动温度控制(ATC)方案,建立了热电制冷器(TEC)的数学模型,对TEC的热惯性进行了测试,以热惯性测试结果为基础对比例积分微分控制(PID)电路参数进行了整定,设计出了具有较高控制性能的温度控制电路。电路采用闭环负反馈自动控制方案,采用PID电路产生控制信号,驱动TEC,实现了对VCSEL激光器工作温度的有效控制。实验测试结果表明,电路的温度控制精度达到±0.03℃,较好地实现了激光器工作温度稳定性的控制。

英文摘要:

In the gas concentration measurement based on tunable diode laser absorption spectroscopy (TD- LAS), higher temperature stability of laser is required. To meet this requirement, an automatic temperature control (ATC) proposal is put forward. A mathematical model of the thermoelectric cooler (TEC) is derived. The thermal inertia of TEC is tested and the proportional-integral-derivative (PID) control circuit parameters are determined. Finally, a temperature control circuit with high control performance is designed. The closed negative feedback loop was adopted for the circuit. PID circuit is used to generate control signal and drive the TEC. High accuracy controlling of VCSELs working temperature is realized. The results show that the temperature stability is up to 4-0.03 . The temperature control circuit could effectively keep the laser working stable.

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期刊信息
  • 《大气与环境光学学报》
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 主编:刘文清
  • 地址:合肥市1125信箱
  • 邮编:230031
  • 邮箱:
  • 电话:0551-5591563
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-6141
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1298/O4
  • 邮发代号:26-145
  • 获奖情况:
  • 1995-1998年度安徽省优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版)
  • 被引量:1257