基于可调谐激光吸收光谱技术的免校准硫化氢气体传感器

为了提供一种快速、敏感的硫化氢(H2S)气体检测装置,本文基于可调谐二极管吸收光谱技术,利用分布反馈式激光器作为光源建立了一种传感器.所选激光器的波长扫描范围覆盖了H2S的近红外强吸收波段,1578.128nm波数处被选为H2S目标检测谱线.利用锁相放大器同时解调一次谐波(1f)和二次谐波(2f)信号,且1f信号相对于2f信号的归一化处理使传感器达到免校准测量的效果,从而抑制由于光路、电路及光强振动等因素产生的干扰.质量流量计被用来配置0 ～100 ppm H2S标准气体,以此验证该传感器特性.实验结果表明,该传感器具有良好的线性度和稳定性,同时,响应时间约为20s,通过阿伦方差分析得到传感器在30s最佳积分时间内检测限为160ppb.这一敏感的H2S气体传感器能够应用于开放光程下环境监测,同时对于其他领域的实时监测有着重要意义.