火力发电行业是碳排放的重点领域,也是减少碳排放的重点领域。准确、完整、及时地监测二氧化碳数据能够为降低电厂碳排放提供有效指导,也有助于完善我国碳排放计量体系。可调谐半导体激光吸收光谱（Tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS）技术由于选择性强、灵敏度高、精确度高、非侵入式测量等优点,被广泛应用于大气环境监测、燃烧流场诊断、工业过程控制、人体呼吸探测等领域,也是一种极具竞争力的电厂烟气CO2测量方案。基于TDLAS技术,有两种常用的气体测量技术:直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术。相比波长调制技术,直接吸收技术测量方法稳定、简单、不用标定,所以本文选用直接吸收技术测量CO2。该技术在测量过程中存在两个不足:（1）计算积分吸光度时需要使用标准具或者波长计将光谱从时域转换到频域,这会增加设备的复杂性和经济成本。（2）需要从光谱吸收信号中拟合一条表示未吸收的基线,基线拟合不准确会给测量结果带来较大误差。针对上述问题,本文开展的主要研究内容如下:（1）构建基于吸光度峰值迭代的气体浓度反演模型。已知环境参数和光谱参数,通过测量得到吸光度在中心波长处的峰值,用迭代法反演出目标气体的浓度。为了验证模型的准确性,搭建了近红外CO2激光吸收光谱气体浓度检测实验台架,采用中心波长在1580 nm处的分布反馈式激光器,对298 K～328 K温度下体积分数为10%～20%的CO2进行测量,验证了使用吸光度峰值迭代法反演气体浓度的准确性和稳定性。最后,分析了测量中误差的来源,并对误差进行定量分析和修正。（2）构建基于梯度下降法直接拟合光谱吸收信号的气体浓度测量方法。将激光入射光强、气体浓度、谱线线型等参数作为未知量,建立了激光吸收光谱信号的数学模型,对透射光强进行直接拟合,最终得到气体的浓度信息。在298K温度下,利用CO2实际浓度为10%、12%、14%、16%、18%和20%的样品对该方法进行了实验验证。在直接拟合法的基础上,结合前述峰值迭代法提出了光谱信号直接拟合的峰值迭代法,该方法结果优于独立的峰值迭代法和直接拟合法。