基于可调谐半导体激光吸收光谱的武器发射气体浓度在线检测研究

摘要

电化学气体浓度检测系统检测响应速度慢、动态量程小,不能满足武器系统发射时产生的有害气体成分及浓度测量要求,针对此问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术提出一种适用于武器发射现场的一氧化碳(CO)浓度在线检测方法.分析基于TDLAS技术的武器发射气体浓度在线检测模型,搭建武器发射时CO在线检测系统,并通过CO吸收峰的选择与控制避免了燃气射流与液体罐内的水对CO浓度测量的干扰;利用单兵火箭在有限空间内发射时产生的CO气体不易消散特点,对基于TDLAS技术的CO在线动态检测性能进行了验证,给出一种适用于武器发射的气体浓度测试方法.测试分析结果表明,基于TDLAS技术的气体浓度检测系统响应速度比电化学气体浓度检测系统快5 ～15s,有效量程上限可至100％(体积比),可进行连发射击的快速测量,克服了武器系统发射过程中冲击振动对检测系统的影响.