CO₂是燃煤电站和机动车排放的主要污染气体之一,严重的气体污染不仅造成了巨大的经济损失,而且逐渐危害着人类生存,因此,对大气污染物进行监测对于环境保护和控制治理具有重要意义。本课题以CO2为检测对象,研究了带有浓度信息的吸收曲线随压强和温度变化的关系,该方法可以推广到其它具有红外光谱吸收特性的污染气体。基于光谱吸收的气体传感器由于其显著的优点而广泛应用,本文在综述了气体检测的各种技术和国内外的研究现状后选用了可调谐二极管激光光谱法。基于气体红外吸收的谐波检测技术主要是通过高频调制某个依赖于频率的信号,使其扫描待测的特征信号;在信号处理系统中,以调制频率或调制频率的倍频作为参考信号,然后用锁相放大器记录下待测的特征信息。这种测量方法具有灵敏度高、不受环境其它气体影响、抗电磁干扰等优点。应用量子力学和分子光谱理论分析了气体分子的吸收线型、吸收展宽和吸收谱线的强度分布等特性,给出了Beer-Lambert定律、积分吸收系数和峰值吸收系数的理论解释。在理论分析的基础上,选定了光源、探测器,并确定了锁相放大器的工作方式。设计了实验方案,实验步骤,确定了数据处理方法。最后通过常温常压下CO2的吸收情况和变压强、变浓度、变温度情况下的吸收实验验证了测量系统设计的可行性。