TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)半导体激光吸收光谱技术是利用不同气体对应的不同的吸收光谱,当对应波长的激光通过待测气体时会被气体吸收,光功率下降。气体浓度越高,吸收效果越明显,因此通过测量入射气体前后的入射光与出射光功率之比,便可判断被测气体的浓度。TDLAS气体传感系统由于其本身的原理特点,测量精准,响应速度快,灵敏度高,测试范围大,检测形式多样化,前端传感探头本质安全,可以适用于大多数工况条件。而这些特点正是在工业生产,尤其是化工行业中所必须的。高效精准的气体测量,不仅可以为生产提供更加准确的数据从而提高生产效率与质量,更是在生产安全中起到不可或缺的作用,保障工人的生命安全。由于水气的存在条件非常低,所以易与各类气体混合出现,因此水气的测量在所有气体中是难度最大的。本文则主要通过对水气测量的研究来开展TDLAS气体传感器的研发。由于TDLAS技术对气体测量的原理相同,测量不同的气体仅取决于所使用的激光波长,因此当水气测量成功后,仅需要对激光器进行相应的替换并对电路做出微小的调整便可使其变为测量其他气体的传感器。本文先从TDLAS原理入手,简单介绍其基本原理与技术难点以及所研究传感器系统的整体构成。随后详细介绍整个水气传感器研发的过程,从激光器选型、气室设计、电路设计、软件算法处理和最终的标定测试结果等,并阐述该产品的技术指标和与国内外先进技术的对比。最后,以传感器在煤制气项目中的应用,通过实例进一步展示此项目的研究成果。