基于光谱吸收的长光程硫化氢气体浓度检测系统研究

摘要

基于光谱吸收原理,研究了一种长光程下对硫化氢气体进行高灵敏度检测的新方法.为了提高检测精度,应用Herriot光学吸收池,令光在气室中多次往返,获得较长的吸收光程.对该气室进行光路的仿真,模拟光路的反射,得到了20.4 m的光程.采用具有良好波长选择性的分布反馈半导体激光器作为光源,同时对光源进行调制和滤波处理.利用光衰减器设置参考光路,对两光路输出信号进行差分.仿真系统中,选取设置几组硫化氢气体浓度值,得到对应的二次谐波幅值.通过对这几组数值的函数拟合得到测得的浓度值.结果表明设定的硫化氢浓度与反演得到的浓度值呈现出很好的线性关系,通过对比设定浓度值和反演浓度值,结果得出浓度误差始终在0.5％以下.经仿真实验表明,长光程的硫化氢高灵敏度的测量方法提高了测量的精度,且光路的多次反射减小了气室的体积,可大范围应用于气体检测当中.