为快速地、 大范围地对天然气管道进行泄漏监测, 设计了基于静态傅里叶变换干涉系统的甲烷气体浓度遥测系统。 采用对准甲烷分子吸收峰的红外光源照射被测区域, 再由聚光准直系统和干涉模块完成干涉条纹的获取。 最后, 通过多特征波长光谱分析算法计算被测区域的浓度程长积, 进而反演相应的甲烷浓度。 通过HITRAN光谱数据库选择了1.65 μm的主特征吸收峰, 从而光源使用1.65 μm的DFB激光器。 为了在不增加系统硬件结构的基础上提高检测精度及稳定性, 引入辅助波长求解吸光度比值, 进而通过多特征波长比例运算的方法获得被测气体的浓度程长积。 实验针对泄漏速度恒定的标准甲烷液化气罐检测, 采用PN1000型便携式甲烷检测仪的检测数据作为标准数据与本系统的测试数据进行对比, 测试距离分别为100, 200和500 m。 实验结果显示, 甲烷浓度检测值在泄漏一段时间稳定后, 系统检测值也基本保持稳定。 对100 m的检测距离而言, 浓度程长积的检测误差小于1.0%。 随着测试距离的增大, 检测误差也相应的增大, 距离500 m的检测误差小于4.5%。 总之, 在气体泄露稳定后系统检测误差均小于5.0%, 满足野外天然气泄漏遥测要求, 该方法采用差分思想, 在求解吸光度比率的过程中将误差消除, 降低了外界干扰造成的误差, 从而提高系统的检测精度及稳定性。

针对大气质量检测的多组分定量分析,本文提出利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术与光谱差减相结合的气体定量方法。该方法是根据迈克尔逊干涉原理与朗伯-比尔定律,采用怀特型长光程气体池与FTIR光谱仪相结合的方式来测得痕量气体的红外光谱,最后利用光谱差减法反演出气体浓度。为了避免背景环境的干扰(主要是避免水和CO₂吸收峰的干扰),选择了在某些特殊波段内的待测气体吸收峰进行分析。本文分别对CO,SO₂,NO₂,NO和CO₂气体进行了定量分析,相应的最佳观测波段依次为:2250～2020cm^-1,1230～1070cm^-1,2940～2840cm^-1,1965～1775cm^-1,668.24cm^-1。实验结果表明,经浓度反演相对误差可达到10%以内。