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近红外光谱吸收式的气体传感器在大气痕量、有毒有害气体的监测中具有广泛的应用。本文基于近红外光谱吸收原理设计了三种不同的气体传感系统。分别从理论、系统和实验三个方面对气体传感技术进行了研究。理论上分析了近红外气体分子吸收光谱的原理,推导并且拟合了气体分子吸收线型。通过实验验证了直接吸收检测和谐波检测的可行性,完成了气体浓度的测量,实现了系统设计要求。本文完成的主要工作1.设计了基于超连续谱光源的气体传感系统,从理论上介绍了超连续谱产生的原理,分析了系统中光源噪声及波动对气体传感的影响,采用了FFT平滑滤波的方法对吸收光谱进行处理,所得结果符合乙炔气体吸收特性,最后应用该系统实现浓度为4000ppm的乙炔气体传感。2.设计了基于宽光谱ASE光源和F-P可调谐光滤波器的气体传感系统,实现了对气体吸收光谱的扫描检测。标定了F-P可调谐滤波器的驱动电压与透射波长之间的关系;检测了二氧化碳气体在不同采样精度下吸收光谱的变化,分析了采样精度对气体传感的影响;通过对不同浓度二氧化碳气体的检测,标定了气体吸收强度与气体浓度之间的关系。实验结果表明利用该系统可以检测5%-10%浓度的二氧化碳气体,在浓度较高时的误差控制在5%以下。3.设计了基于可调谐激光器的气体传感系统,利用锁相放大器检测二次谐波信息,实现气体浓度传感。从理论上推导了波长调制和二次谐波解调的原理,得到了二次谐波与气体浓度之间的关系;在传感系统中使用怀特池,有效的增加了气体吸收光程,提高了系统检测灵敏度;通过对不同浓度二氧化碳气体的检测,标定了二次谐波幅值与气体浓度之间的关系,同时利用该关系反演了部分气体的浓度。实验结果表明利用该系统至少可以检测1%-5%浓度的二氧化碳气体,其检测灵敏度为100ppm。