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气体浓度检测在工业生产的各个环节和大气污染防治方面都有着极其重要的应用。TDLAS技术,中文全称为可调谐二极管激光吸收光谱技术。此技术利用不同的气体相对应不同的光学吸收峰谱线,对待测气体浓度进行测量。该技术通过直接扫描扣除法或波长调制法等,可以得到吸光度函数数值,再根据比尔朗博定律,得到相应的气体吸收信号,再由电路对其进行放大、滤波等处理;通过出射光强和入射光强的比值可以得到吸光度函数数值,再通过标定以确定传感器的计算方式,最终可以得到该待测组分的气体浓度数值。这种光电检测方法具有检测灵敏度高的优点,运用此方法可以快速精准的对痕量气体进行检测;另外,光吸收的高度选择性可以消除不同气体间的背景干扰;最后,该技术还具有响应时间快,无需采样预处理,核心部件与测量环境相互隔离以便维护等优势。近年来,温室效应对全球的影响愈加严重。而温室效应是由温室气体直接产生的,除二氧化碳、甲烷外,水汽也是温室气体之一,因为其分布过于广大,所以未被各类国际公约所收录。除此之外,我国诸多省份已经出台关于烟气治理消白的政策,其中以河北,山东等省份为重。而烟气消白,就是要去除烟气中的水汽对环境的影响,所以,针对甲烷、二氧化碳和水汽的检测已经刻不容缓。论文主要研究针对甲烷、二氧化碳、水汽等温室气体的激光传感器,从课题背景意义开始,到技术原理,再到核心技术及算法,运用LabVIEW进行理论仿真,激光器原理及不同气体的光波长选定,气室设计、部分电路设计、算法设计、光学传感器的结构设计等工作,然后设计并完成了相应的标定实验。在传统标定实验中,相关系数R2=0.9979;实际使用中,测得空间内的平均PPMV水=6355.6,极差为30,总体标准差为7.88。除传统的标定方式之外,论文实现了使用长光程气室对甲烷气体的初步标定实验,初步认为直接扣除法与谐波法的切换点为PPMV=20000,相关系数可以达到R2=0.9999,且需要在直接法标定时引入二次项;同时设计并实现了使用高温度高湿度环境箱对水汽进行标定和高温-恒温饱和水域标定,其中环境箱实验,论文采集了每个湿度点的所有稳定数据,使用三次标定,相关系数R2=0.9977;高温水域标定中,升温、降温及复测的趋势趋于一致。论文的工作证明了TDLAS技术的方便性和传感器的实用性。