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可调谐半导体激光吸收光谱技术

TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) 是可调谐半导体激光吸收光谱技术的简称,诞生于上世纪90年代。TDLAS技术采用的半导体激光光源的光谱,宽度远小于气体吸收谱线的展宽,得到单线吸收光谱,因此TDLAS技术是一种高分辨率吸收光谱技术。在选择吸收谱线时,应保证在所选吸收谱线频率附近约10倍谱线宽度范围内无测量环境中背景气体组分的吸收谱线,从而避免这些背景气体组分对被测气体的交叉吸收干扰,保证测量的准确性。

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目前,TDLAS技术被广泛应用于甲烷检测。根据比尔-朗伯定律,当一束平行单色光垂直透过甲烷分子时,甲烷分子对特定波长的光具有吸收作用。吸收会造成能量的衰减,其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。

为提高系统的检测精度,对激光器进行波长或者频率调制,在信号检测通路中再采用锁相放大技术来实现调制信号的检波,从而大大降低噪声干扰,提高测量精度。

TDLAS技术可实现非接触测量,同时检测响应速度快、灵敏度高、没有备件消耗,因此广泛被应用在恶劣工业环境下的气体浓度的测量与控制。

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