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摘 要 由于温度和压强变化对TDLAS痕量气体检测测量精度有很大的影响，通过实验室标定。分别取不同温度和压强环境，对气体谱线的线强及宽度进行采样试验，根据试验结果，分别建立了温度及压强补偿方法，补偿后气体检测精度小于3个ppm量级。
关键词 温度；压强；TDLAS；检测精度
中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0042-02
通过Beer-Lambert定律，我们可以了解到气体在吸收谱线时，其效果主要与当时环境下的温度有关，压强只是其中的一个辅助数据，这2个方面都会产生一些不一样的效果，除此之外，它们还会对气体所吸收的谱线宽窄有影响，进而导致其计算的结果。所以，若想让系统能够在环境不同时仍能获得较好的数据，我们应该观察温度和压强的相关联性，从而找到最好的方法以实现数据的更正。通过实验的方法也能够找到它们之间的关系，在对其结果中的数据进行更正。
1 温度对测量结果的影响及其修正方法
如图1所示，将气体吸收池放在一个温度几乎没有变化的并且能够持续加热的箱中，在池的中间处和两边放着铂材质的电阻，在将浓度还没有被测量出来的乙烯与池相通，当池中只有气体时，将一个气囊与池的出气口相连接。当测量时，选取100×10-6的乙烯去5个不同的温度，但是需要注意的是其温度应该在296K～342K，在分析数据时应选择稀疏分解法从结论中可以观察到，当温度升高时，其强度与宽度反而降低，这说明前面得出的结论是正确的。
通过稀疏分解的方法可以明确的得出其主吸收峰的强度和其线宽，并且可以总结出它们与温度之间存在一定的联系。选取归一化的强度时我们可以选296K，在将其余温度下得到的强度与其做比值，即可得出结果。主吸收峰的线宽会随温度的变化而逐渐减小。
2 压强对测量结果的影响及其修正方法
在这过程中选取的气体浓度应为100×10-6，选定6个点，但是其压强的范围必须为101kPa～175kPa，在此，继续采用稀疏分解的方法来获得数据，并进行进一步的纠正，如图所示。其宽度却与压强成正比，更加验证了之前所得出的结论是正确的，强度和线宽与压强的具体关系如图4和图5所示。
乙烯气体在进行实验时，需要改变其浓度，在此规定的浓度应为70×10-6，然而压强在进行纠正時需要选定几个不同的值，并且在相应的值下开始测量其浓度，通过实际测量所获得的浓度与设想的浓度间存在其大的差别，其值高达16×10-6，但是在实验后，它们间的差异大大减小了，其值仅有2×10-6。
3 结论
通过Beer-Lambert定律，我们可以了解到气体在吸收谱线时，其效果主要与当时环境下的温度有关，压强只是其中的一个辅助数据，这2个方面都会产生一些不一样的效果，除此之外，它们还会对气体所吸收的谱线宽窄有影响，进而导致其计算的结果。通过实验室标定。分别取不同温度和压强环境，对气体谱线的线强及宽度进行采样试验，根据试验结果，分别建立了温度及压强补偿方法，补偿后气体检测精度小于3个ppm量级。
参考文献
[1]刘文清，崔志成，刘建国，等.大气痕量气体测量的光谱学和化学技术[J].量子电子学报，2004，21（2）：202-210.
[2]郑朝晖，刘文清，宋炳超，等.差分光学吸收光谱技术在烟气监测中的应用研究[J].量子光子学报，2001（18）：65-69.
[3]涂兴华，刘文清，等.基于可调谐二极管激光吸收光谱学对二次谐波检测噪声分析研究[J].量子电子学报，2006，23（4）：522-526.
[4]王思吉力，刘俭辉，李世忱.光通信用可调谐激光器研究进展[J].光通信技术，2003（4）：38-43.
[5]Chen H，Qi H，Long R，et al. Research on 10-year tendency of China coal mine accidents and the characteristics of human factors[J].Safety Science，2012，50（4）.
关键词 温度；压强；TDLAS；检测精度
中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0042-02
通过Beer-Lambert定律，我们可以了解到气体在吸收谱线时，其效果主要与当时环境下的温度有关，压强只是其中的一个辅助数据，这2个方面都会产生一些不一样的效果，除此之外，它们还会对气体所吸收的谱线宽窄有影响，进而导致其计算的结果。所以，若想让系统能够在环境不同时仍能获得较好的数据，我们应该观察温度和压强的相关联性，从而找到最好的方法以实现数据的更正。通过实验的方法也能够找到它们之间的关系，在对其结果中的数据进行更正。
1 温度对测量结果的影响及其修正方法
如图1所示，将气体吸收池放在一个温度几乎没有变化的并且能够持续加热的箱中，在池的中间处和两边放着铂材质的电阻，在将浓度还没有被测量出来的乙烯与池相通，当池中只有气体时，将一个气囊与池的出气口相连接。当测量时，选取100×10-6的乙烯去5个不同的温度，但是需要注意的是其温度应该在296K～342K，在分析数据时应选择稀疏分解法从结论中可以观察到，当温度升高时，其强度与宽度反而降低，这说明前面得出的结论是正确的。
通过稀疏分解的方法可以明确的得出其主吸收峰的强度和其线宽，并且可以总结出它们与温度之间存在一定的联系。选取归一化的强度时我们可以选296K，在将其余温度下得到的强度与其做比值，即可得出结果。主吸收峰的线宽会随温度的变化而逐渐减小。
2 压强对测量结果的影响及其修正方法
在这过程中选取的气体浓度应为100×10-6，选定6个点，但是其压强的范围必须为101kPa～175kPa，在此，继续采用稀疏分解的方法来获得数据，并进行进一步的纠正，如图所示。其宽度却与压强成正比，更加验证了之前所得出的结论是正确的，强度和线宽与压强的具体关系如图4和图5所示。
乙烯气体在进行实验时，需要改变其浓度，在此规定的浓度应为70×10-6，然而压强在进行纠正時需要选定几个不同的值，并且在相应的值下开始测量其浓度，通过实际测量所获得的浓度与设想的浓度间存在其大的差别，其值高达16×10-6，但是在实验后，它们间的差异大大减小了，其值仅有2×10-6。
3 结论
通过Beer-Lambert定律，我们可以了解到气体在吸收谱线时，其效果主要与当时环境下的温度有关，压强只是其中的一个辅助数据，这2个方面都会产生一些不一样的效果，除此之外，它们还会对气体所吸收的谱线宽窄有影响，进而导致其计算的结果。通过实验室标定。分别取不同温度和压强环境，对气体谱线的线强及宽度进行采样试验，根据试验结果，分别建立了温度及压强补偿方法，补偿后气体检测精度小于3个ppm量级。
参考文献
[1]刘文清，崔志成，刘建国，等.大气痕量气体测量的光谱学和化学技术[J].量子电子学报，2004，21（2）：202-210.
[2]郑朝晖，刘文清，宋炳超，等.差分光学吸收光谱技术在烟气监测中的应用研究[J].量子光子学报，2001（18）：65-69.
[3]涂兴华，刘文清，等.基于可调谐二极管激光吸收光谱学对二次谐波检测噪声分析研究[J].量子电子学报，2006，23（4）：522-526.
[4]王思吉力，刘俭辉，李世忱.光通信用可调谐激光器研究进展[J].光通信技术，2003（4）：38-43.
[5]Chen H，Qi H，Long R，et al. Research on 10-year tendency of China coal mine accidents and the characteristics of human factors[J].Safety Science，2012，50（4）.