随着化学工业的迅速发展,挥发性有机物(VOCs)已逐步成为工业生产过程的重要原料,但是因其大多具有毒性、且易燃易爆、容易形成有机污染物,严重威胁了生产安全和社会安定。因此,对VOCs进行准确的实时在线监测,对危险品进行成分识别和智能预警都有着重要的实际意义。中红外激光吸收光谱因其其无损检测、快速响应和高灵敏度等特性而被广泛用于大气环境、工业处理控制等领域的气体检测分析。目前,该技术中常用光电探测器主要有碲镉汞探测器(MCT)和量子阱探测器,总体上成本较高。此外,受探测器所用介质材料的自身特性限制,通常波长或频率响应带宽有限,从而无法满足整个电磁波范围内的全波段响应。本论文基于石英音叉(QCTF)的压电效应和谐振特性研制了一种成本低、无波长响应带宽限制的光电探测器,深入研究了其对相关参数的依赖特性,并与商业化光电探测器进行了对比,检验了石英音叉光电探测器的有效性和可靠性。通过将QCTF探测器与新型外腔式量子级联激光器结合,搭建了一套挥发性有机物检测系统;通过检测不同站点汽油样品中挥发性有机物的红外吸收光谱,结合数据库标准参考光谱与自行建立的多算法光谱分析模型,实现了对不同型号汽油样本中主要挥发性有机物的相对含量分析和成分归属,结果与其他检测方法报道的结果具有很好的一致性;此外,将该系统拓展到挥发性有机物的远距离探测研究,利用固定波长探测模式,有效抑制了大气和挥发物羽流的湍流效应,分别在1 150 cm-1、1217 cm-1和1250 cm-1波长处实现了乙醚、丙酮和乙醇三种挥发性有机物混合羽流的有效识别和分析,探测距离可达40米,为工业处理控制和公共安全维护等领域中危化品泄漏监测和智能预警等应用奠定了良好基础。