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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种用于短光程弱吸收下的调制TDLAS温度浓度同步检测方法，属于实验测试技术领域。检测系统包括：短光程吸收池、信号发生器、两支激光器、两个激光器驱动座、两个光电探测器及数据处理采集系统等。在上述系统基础上，提出了激光器谱线选择原则：当线强与灵敏度无法同是满足测量要求时应优先吸收强度高的谱线，以及基于拟合光谱吸收率归一化二次谐波峰值和峰值位置的温度组分测量算法，与最小二乘拟合算法相比，计算效率显著提高。

主权项：1.一种用于短光程弱吸收下的调制TDLAS温度浓度同步检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤：步骤1：根据测量温度及光程进行谱线对选择，选择1300-1700nm波段的谱线；灵敏度计算公式见1，灵敏度大于1；当谱线与灵敏度无法同时满足测量要求时优先吸收强度高的谱线，灵敏度大于0.5； 其中，h为普朗克常量，c为光速，k为玻尔兹曼常数，E"为吸收谱线低态能级能量，T为变量温度；步骤2：采用信号发生器1同步输出两路锯齿与正弦叠加信号分别至激光控制器12和激光控制器23，分别驱动第一激光器4和第二激光器5发射激光，激光穿越吸收池6，第一光电探测器7和第二光电探测器8分别测量无吸收激光强度I0t和有吸收透射光强信号步骤3：测量激光经过标准具后的干涉峰信号，并根据标准具的自由谱范围，利用寻峰函数将时域光强信号转换成频域光强信号，从而得到激光器相对波数随时间的变化关系； 利用波长计测量得到光谱吸收波长下对应的电流值，最终得到绝对波数随时间的变化关系； 其中ω＝2πfm，fm是指输入至激光器驱动座信号的调制频率，指激光器频移，v0指初始时刻激光器的中心波数；步骤4：使高纯氮气充满吸收池，开始采集无吸收激光强度信号；将采集得到的信号进行拟合得到无吸收激光强度I0t； 其中，i0和i1分别是激光器线性和非线性强度调制系数；和分别是线性和非线性强度相移；根据Beer-Lambert定律，假设初始温度T0,建立模拟吸收信号模型 其中，表示吸收组分的线型函数，A是指吸收组分的积分吸光度，表示为：A＝P.X.ST.L6其中，P表示测量点的压力，单位为atm；X表示吸收组分的摩尔分数；ST表示为吸收谱线强度；L为吸收光程，单位为cm-1；步骤5：对实际吸收信号与模拟吸收信号进行锁相滤波处理，分别得到对应扣除背景的实际吸收归一化二次谐波与模拟吸收归一化二次谐波步骤6：通过迭代中心波数v0，使与峰值位置相同，矫正步骤3测量得到的绝对波数随时间的变化关系；步骤7：通过迭代水分子摩尔分数X，使与吸收中心峰值相同，计算得到两个激光器的积分吸光度A1、A2；步骤8：根据A1、A2计算得到T1： 通过与初始温度进行比较进行温度迭代，求出正确的温度，从而求出水分子摩尔分数。

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