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二氧化碳（CO2）气体是引发温室效应最主要的因素,为了减缓温室效应,研究CO2气体浓度检测对于监测环境质量、治理工业废气排放、预防人类疾病等方面都具有重要的意义。石英音叉增强型光声光谱（QEPAS）技术是一种新型基于光谱法的气体检测技术,因具有气体选择性好、响应时间快、测量灵敏度高的优势,已成为气体检测领域重要的手段。本文基于气体红外吸收光谱理论、激光器波长调制技术、谐波检测技术和石英音叉特性阐述了QEPAS技术的测量原理;利用QEPAS技术检测光声信号,通过系统反演获得待测CO2气体的浓度。湿度作为影响QEPAS系统检测的重要因素,基于气体分子的结构和电极性建立了CO2-N2-H2O气体混合物的D-L碰撞能量转移模型,通过讨论混合物中能量转移和分子弛豫过程确定了H2O浓度与光声信号幅值的关系式,并分析了H2O对气体分子弛豫速率和光声信号的影响。实验搭建基于QEPAS的CO2气体浓度检测系统;根据HITRAN分子光谱数据库中CO2气体的吸收特性,选择近红外1580.0395nm作为待测吸收谱线;选用DFB激光器作为光源,通过激光器驱动器实现激光器的波长调制;建立准直聚焦通路提高激光利用率;通过互阻抗前置放大器和锁相放大器实现信号的解调和滤波;通过电子控制中心CEU实现调制信号的控制和参数的测量;基于LabVIEW程序编写,实现数据的处理和信号的采集。本文选用DFB激光器的输出波长为1580.35nm,通过温度和电流调谐测试确定了DFB激光器的工作温度和扫描电流;通过调整光路使激光器的输出功率达到最大值;确定最佳H2O含量、最佳检测压强和最佳调制深度,从而优化了系统的性能;基于QEPAS技术,对不同浓度CO2气体进行测量,通过反演计算得到待测CO2气体的浓度值。为了分析H2O对光声信号幅值和系统信噪比的影响,实验选取相同浓度的待测CO2气体进行最佳H2O含量和无H2O系统检测;通过对比最佳H2O含量的系统和无H2O系统的检测结果,得出H2O可以提高光声信号幅值和系统信噪比的结论;在H2O含量为0.8%的气体样品中,通过检测CO2气体估算系统的检测下限为496ppm。