采用7.5μm中红外量子级联激光器的痕量甲烷气体检测仪

【摘要】：一种具有高稳定性和高敏感度的紧凑型仪器,能精确、实时、实地连续测量和显示环境空气中的痕量甲烷(CH4)浓度。仪器采用了已集成热电制冷器激射波长为7.5μm的法布里-珀罗量子级联激光器(QCL)在室温脉冲工作模式下的最新技术,以覆盖CH4位于ν4附近基频特征吸收谱带。同时,采用高品质液氮制冷碲镉汞中红外探测器,配合全反射镀金椭球反射镜一同使用,在20cm单路径开放式光路吸收气室环境下,确保被测甲烷气体浓度为200μmol.mol-1的实验条件下保持稳定度高达5.2×10-3。此仪器所集成的软件算法通过时间鉴别电子技术实现对QCL控制,能够在无需校准的情况下,提供连续痕量甲烷气体检测。实验表明,仪器可以用于环境监测中的实地痕量气体测量,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的QCL来测量其他气体。 【作者单位】： 吉林大学电子科学与工程学院;
【关键词】： 痕量甲烷 热电制冷器 量子级联激光器 液氮制冷 碲镉汞中红外探测器 时间鉴别电子技术
【基金】：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2009AA03Z442)资助
【分类号】：TN248;TP216
【正文快照】： 引言甲烷是一种释放比较多的温室气体,其目前在全球的辐射作用量仅次于CO2[1]。最近,由于光学检测系统具有如下几个潜在优势:(Ⅰ)本质安全,(Ⅱ)具有通过选择适当波长检测特定气体的能力,以及(Ⅲ)能够在无氧环境中运行[2-5],光学检测系统在甲烷气体浓度检测应用中得到了越来越

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