可调谐半导体激光吸收光谱测温谱线选择.pdf

【可调谐半导体激光吸收光谱测温技术】 可调谐半导体激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，简称TDLAS）是一种非接触式的光学测量技术，广泛应用于燃烧诊断和推进系统研发中。其原理是利用半导体激光器的可调谐特性，通过调整激光频率使其与特定气体分子的吸收谱线相匹配，从而检测气体的浓度或温度。本文主要探讨了在TDLAS技术中选择吸收谱线对进行温度测量的关键步骤和方法。 在TDLAS测温过程中，吸收谱线的选择至关重要。选择原则通常包括以下几点：(1)谱线强度要足够强，以确保信号的可检测性；(2)谱线应具有良好的分辨率，减少干扰；(3)避免选择受到压力、温度或其他环境因素影响较大的谱线；(4)选择的谱线应具有较小的线形宽度，以提高测量精度。文章对这些指标进行了量化分析，以确保所选谱线对能够提供准确的温度信息。 实验中，研究者系统地扫描了7000~7500 cm⁻¹范围内的水分子吸收谱线，并进行了筛选。通过对谱线的细致研究，结合数值模拟，最终选择了7022.7091, 7444.3707 cm⁻¹和7185.5962, 7444.3707 cm⁻¹这两对谱线对。这些谱线对满足了上述选择原则，能够为TDLAS温度测量系统设计提供依据。 TDLAS技术中的双线法测温是通过同时检测两对吸收谱线，利用它们之间的强度比来消除气体浓度的影响，从而精确地测量温度。这种测量方法对于复杂环境下的温度监测具有很高的实用价值，特别是在高温、高压或腐蚀性环境中。 在实际应用中，TDLAS技术需要考虑到诸多因素，如激光器的稳定性、光学系统的效率、信号处理技术以及环境影响等。此外，针对不同的测量对象和条件，可能需要对谱线选择策略进行微调，以适应具体的应用场景。 参考文献和专业指导对于深入理解并优化TDLAS技术至关重要。通过不断的技术迭代和理论研究，TDLAS技术有望在更多领域中发挥其独特优势，如工业过程控制、环境监测和科学研究等。 关键词：光谱学；可调谐半导体激光吸收光谱；扫描波长-直接吸收法；双线法测温；谱线对选择 中图分类号：TB9；O433 文献标识码：A 文章编号：1674-5795（2019）06-0013-07