可调谐半导体激光吸收光谱学测量甲烷的研究

摘要

甲烷是天然气和矿井瓦斯等多种气体燃料的主要成分，由于其易燃易爆的特性，瓦斯爆炸一直困扰着天然气站和煤矿的安全生产。可调谐半导体激光光谱（TDLAS）技术是近年来发展起来的一种新型的气体检测方法。它具有灵敏度高、精度高、选择性强、响应快速等突出特点。波长调制光谱（WMS）技术是 TDLAS 技术中一种重要技术。本文的目的在于利用 WMS 技术检测在大气压下、浓度从 0.04％至 10％的甲烷气体的二次谐波（2f）信号，并证明了在该浓度范围内2f信号幅值正比于甲烷的浓度，为工业中甲烷气体的浓度监测提供了一种新的检测方法，并为集成甲烷监测仪器提供了理论及实验的依据。