专利名称：一种基于一次谐波信号的气体温度和浓度在线测量方法
技术领域：
本发明涉及一种基于一次谐波信号的气体温度和浓度在线测量方法，特别涉及利用一次谐波X轴与Y轴信号与气体吸收率函数积分值之间的关系直接测量气体温度和浓度。
背景技术：
可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术是近年发展起来的、先进的、非接触式的气体温度和浓度在线测量技术。该技术采用带宽极窄的激光扫描待测气体分子的吸收谱线，可以有效地除去其他谱线的干扰，具有极高的波长选择性和灵敏度。自上世纪九十年代以来，国内外科研工作者围绕TDLAS技术进行了众多的研究工作，并将其应用于多种环境下气体温度和浓度的在线测量。TDLAS技术经过多年的发展，形成了以直接吸收法和波长调制法为主的两种主要测量方法。根据Beer-Lambert定律，当一束波长为v的单色激光穿越气体介质时,透射光强与入射光强的比值可用下式进行描述
权利要求
1.一种基于一次谐波信号的气体温度和浓度在线测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤 1)根据待测气体种类，从高分辨率光谱数据库中选取两条相应的吸收光谱谱线，其中心频率分别为V ^和V' 0 ； 2)以可调谐半导体激光器(5)为光源，调节激光控制器(4)的温度及电流，使可调谐半导体激光器(5)的输出频率稳定在中心频率V C1处，并用波长计(6)进行标定和监测； 3)将信号发生器(I)产生的低频锯齿波和锁相放大器(2)产生的高频正弦波经过加法器(3)叠加后输入到激光控制器(4)，驱动激光器产生的激光在吸收光谱谱线频率处发生扫描和调制，则激光的瞬时频率V和瞬时强度Itl用下式表示
全文摘要
一种基于一次谐波信号的气体温度和浓度在线测量方法，属于可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术领域。该方法通过一次谐波X轴信号和Y轴信号与气体吸收率函数积分值的关系实现对气体温度和浓度的在线测量。本发明将TDLAS技术中直接吸收法与波长调制法的优点相结合，不仅有效解决了直接吸收法难以在恶劣环境和弱吸收条件下应用的难题，同时解决了波长调制法在测量中需要通过标定实验确定气体温度和浓度的难题。该方法有效提高了TDLAS技术在工业现场的测量精度，拓宽了其应用范围。
文档编号G01N21/39GK102680428SQ201210152689
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者丁艳军, 彭志敏, 钱能 申请人:清华大学