| 基于波长调制光谱技术的L 波段激光器二氧化碳浓度检测系统仿真分析 |
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| 引用本文： | 杨晨,桂林,林昊. 基于波长调制光谱技术的L 波段激光器二氧化碳浓度检测系统仿真分析[J]. 上海第二工业大学学报, 2022, 39(4): 331-338 |
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| 作者姓名： | 杨晨 桂林 林昊 |
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| 作者单位： | b. 计算机与信息工程学院, 上海201209,b. 计算机与信息工程学院, 上海201209,上海第二工业大学a. 资源与环境工程学院; |
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| 摘 要： | 随着双碳即碳达峰、碳中和重大战略决策的执行, 对二氧化碳浓度的精准把控, 成为实现这一伟大目标不可或缺的必要条件。而在这一领域, 精准可靠的气体传感一直是一个急于攻克的难题。随着环境监测及气体传感的不断发展, 可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS) 以其出色的选择性、实时性及灵敏度逐渐在气体传感领域成为一个热门的研究课题。详细介绍了一种基于TDLAS 技术二氧化碳检测系统的设计方案, 并对TDLAS 系统及其性能影响因素进行了深入研究。在物理层面结合朗伯-比尔定律对气体分子吸收光谱的吸收系数、自然展宽、多普勒展宽、碰撞展宽线型进行研究。以二氧化碳在1.578 665 35 m 附近的激光吸收谱线, 在MATLAB 程序上对不同温度、压强下的吸收谱线进行仿真研究, 并在此基础上加入波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy, WMS) 技术, 以其二次与一次谐波的比值计算谱线强度及输出光功率, 加入强度为0.1 mW 的低频噪声对比分析, 验证了WMS 技术对提升系统灵敏度的效果。将温度、压强对吸收峰及展宽的影响机制和作用规律做了深入分析, 得出了对于本类系统参考意义较大的结论。
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| 关 键 词： | 双碳 可调谐半导体激光吸收光谱 温度 压强 激光气体检测 波长调制光谱 |
Simulation Analysis of L-Band Laser CO2 Concentration Detection SystemBased on Wavelength Modulation Spectroscopy |
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| YANG Chen,GUI Lin and LIN Hao. Simulation Analysis of L-Band Laser CO2 Concentration Detection SystemBased on Wavelength Modulation Spectroscopy[J]. Journal of Shanghai Second Polytechnic University, 2022, 39(4): 331-338 |
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| Authors: | YANG Chen GUI Lin LIN Hao |
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| Affiliation: | b. School of Computer and Information Engineering,Shanghai Polytechnic University, Shanghai 201209, China,b. School of Computer and Information Engineering,Shanghai Polytechnic University, Shanghai 201209, China and a. School of Resource and Environmental Engineering; |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | double carbon tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) temperature pressure laser gas detection wavelengthmodulation spectroscopy (WMS) |
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