1 河北地质大学 信息工程学院，河北 石家庄 050000
2 河北省光电信息与地球探测技术重点实验室，河北 050031
可调谐半导体激光吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy，TDLAS）作为一种新型气体浓度测量技术被广泛应用于NH3浓度测量领域。利用Matlab可视化建模仿真软件Simulink分别实现了以中远红外量子级联激光器（quantum cascade laser，QCL）和近红外分布反馈式激光器（distributed feedback laser，DFB）做为光源的NH3浓度TDLAS直接吸收测量仿真，并且分别在常温常压和烟气脱硝出口环境参数下理论分析了NH3浓度测量灵敏度、检测限和分辨率。仿真结果表明：与传统近红外DFB光源相比，QCL-TDLAS系统理论灵敏度高约50倍，检测限与分辨率可达ppb量级，痕量NH3浓度测量能力得到大幅度提升。仿真过程和结果为QCL-TDLAS技术在NH3浓度测量方面的研究提供了理论依据。
QCL-TDLAS NH3浓度测量 直接吸收法 数值分析 QCL-TDLAS NH3 concentration measurement direct absorption method numerical analysis
华北电力大学(保定)热能系,河北 保定 071000
可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术常用于气体检测,但是某些气体在线强较弱或者低压、低浓度条件下,吸收信号微弱、信噪比高、检测精度低。根据Beer-Lambert定律,提升吸收光程能有效提升吸收信号强度。仿真并设计了一Herriott池结构的多光程测量系统,并对系统有效性以及精确性进行了检验。系统整合在5U机箱内,吸收光路固定,设置了参考光路消除空气中组分吸收影响。只需通过抽气进气阀控制气室内压力,调节激光控制器即可采集数据。系统单光程长204 mm,设计反射100次,实际有效光程为20.28 m。经检测,系统在真空条件下漏气率为56 Pa/h,在低压(10 kPa)条件下漏气率为15 Pa/h。将该系统与普通直接吸收系统对2 005 ppm标准NH3气体检测结果进行了比较,前者吸收率峰值较普通直接吸收系统增强了50倍左右。结果表明,该系统检测误差为2.9%,普通直接吸收系统检测误差高达37.4%。该系统可有效应用于低压、弱吸收线强条件下气体及微量气体现场精确检测。
可调谐激光吸收光谱 Herriott池 NH3浓度测量 tunable laser absorption spectroscopy Herriott cell NH3 concentration measurement
