利用可调谐半导体激光吸收光谱法同时在线监测多组分气体浓度

摘要

由于线宽窄,可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)一般情况下只能对一种气体进行检测.为了实现多气体同时或近同时在线检测,本文以1 578 nm H2S和1 747 nm-HCl混合气体同时在线监测为例,研究了3种检测方法:(1)同频10 kHz正弦波和两路同频30 Hz不同步的分时锯齿信号法;(2)同频10 kHz正弦和30 Hz锯齿信号的光开关检测法;(3)多频(10 kHz和20 kHz正弦信号)正弦调制法.实验结果表明:分时锯齿信号法除幅值略有微小变化外,在使用前后对测试结果影响很小;光开关法在切换过程瞬间会略有不稳定,但不影响后期的浓度反演;多频正弦法的信噪比和抗干扰能力均有所提高,进行HCl探测和H2S探测时,信噪比在激光器关闭和打开情况下分别提高了0.95倍和3.17倍.以上3种方法操作简单,可以方便地实现多气体组分的同时在线监测,提高了TDLAS仪器的竞争力.