基于非色散红外光谱的可调光程痕量气体检测系统
摘要
针对红外痕量气体检测系统体积大、检测精度低和最低检测限高等问题，研制了基于非色散红外（NDIR）光谱的可调光程痕量气体检测系统。利用该系统实现了4种痕量气体的高精度检测，设计并制作了可调光程气体吸收池及集成化红外气体传感器的关键部件结构。为达到最佳光程和光能利用率，基于怀特池结构，以主副镜片相对位置最佳为优化目标，借助光学仿真软件进行光路优化，得到不同气体对应的最佳光程及副镜位置。基于最小二乘法构建气体体积分数计算模型，对系统准确性及最低检测限进行实验测试。结果表明，该系统可实现的光程调节范围为1.6~16 m，光程相对误差为±1%，在1×10-6~500×10-6的体积分数范围内，SF6、CH4、CO和CO2的最大检测误差不高于8%，最低检测限分别降低至1.361×10-6、0.487×10-6、0.420×10-6、0.769×10-6。该系统体积小、检测精度高、最低检测限低，可广泛应用于多种红外痕量气体检测。
引用本文（GB/T 7714）
宋栓军 Song Shuanjun, 程彪 Cheng Biao, 张婕 Zhang Jie. 基于非色散红外光谱的可调光程痕量气体检测系统[J]. Acta Optica Sinica, 2024.
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