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近年来,我国经济社会发展取得了很大的成就,与此同时,经济社会的发展也给环境带来了很大的压力,尤其是大气污染成为我国一个亟待解决的迫在眉睫的问题。要控制大气污染物的排放,改善大气质量,必然会需要一种有效的方法对工业排放气体中的各种成分进行监测。可调谐半导体激光吸收光谱技术是一种具有高灵敏、高选择性、快速响应等特点的气体检测技术,利用半导体激光器波长可调谐的特点和波长调制光谱技术能实现待测气体浓度的高灵敏快速在线检测。 本文开展了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的氧气浓度测量实验研究。针对目前激光器输出波长对温度敏感问题,研究了激光器温度控制电路,提出了恒流源电路-对数电路-倒数电路的测温电路结构,解决了测温非线性化误差问题。推导了热电制冷器的数学模型,对热电制冷器进行了热惯性测试,以热惯性测试结果为基础对比例积分微分控制电路参数进行了整定,设计出了具有较高控制性能的温度控制电路。温控电路最快响应时间在1min以内,温度稳定精度为+0.02℃。利用设计出的温度控制电路进行了氧气浓度的实际测量,在遮光处理的情况下氧气浓度的相对值波动在1%以内。