基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度测量研究

发布时间：2017-08-30 01:28

  本文关键词：基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度测量研究

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【摘要】：采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,利用氧气在760 nm波段的吸收谱线对氧气浓度进行实时在线测量。研制了基于TDLAS直接吸收技术的氧气检测系统,采用压控放大器设计了自动增益控制模块,实现了对光谱信号幅度的精确控制,解决了现场测量中信号幅度波动的问题;采用归一化洛伦兹函数实现Voigt函数的近似计算,并结合Levenberg-Marquardt非线性拟合算法实现了对光谱吸光度曲线的快速Voigt线型拟合,以适应实时在线检测需要。实验结果表明,该算法可以实现吸光度曲线的Voigt线型拟合,对固定浓度的氧气进行连续测量得到系统的最低检测限为523×10~(-6)m,系统的标准偏差为1.75%。检测系统稳定可靠,满足实时在线氧气浓度检测应用。
【作者单位】： 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室;合肥工业大学仪器科学与光电工程学院;
【关键词】： 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 自动增益控制 Levenberg-Marquardt非线性拟合 氧气浓度测量
【基金】：国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ22011902) 国家高技术研究发展计划(2014AA06A503)
【分类号】：TN24;O657.3
【正文快照】： 1引言氧气是人类生存必需的条件,对人的呼吸气体中的氧气进行检测,可以诊断人的健康状况[1];氧气也是工业过程最重要的助燃气体,对燃烧过程中的氧气浓度进行检测,可以为优化燃烧过程、节能减排提供数据支持[2],例如在含砷金精矿冶炼过程中,焙烧炉内的氧气浓度对黄金产率与品质

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本文编号：756530