環境大氣檢測中TDLAS技術的應用剖析

高浩凱 范成成

（天津港保稅區環境監測站 天津 300308）

引言

TDLAS技術能實現對單個吸收線或者是具有較近距離且難以準確分辨的多個吸收線的有效測量，呈現出較高的選擇性，且能實現對多組分的同時測量，具有較快的反應速度以及較高的靈敏度。在環境大氣檢測中，對TDLAS技術進行靈活應用，能取得良好的大氣檢測效果。因此，有必要深入分析TDLAS技術的優勢，并積極探究TDLAS技術在大氣環境檢測中的應用原理和應用要點，以強化TDLAS技術在大氣環境檢測中的有效應用。

1 TDLAS技術概述

1.1 TDLAS技術概念

TDLAS技術，其主要部件是可調諧半導體激光器，該部件的窄線寬以及波長能根據注入電流而產生相應改變，對該特性進行利用，能實現對單個吸收線或者是具有較近距離且難以準確分辨的多個吸收線的有效測量[1]。該技術具有顯著的技術優勢，在大氣環境檢測中得到了日漸廣泛的應用。

1.2 TDLAS技術優勢

TDLAS技術主要具有如下技術優勢：（1）該技術呈現出較高的靈敏度和較快的反應速度，能在確保靈敏度的前提下，實現對時間分辨率的精確控制，使之保持在毫秒量級的精確度。（2）該技術能實現對多組分的同時測量。（3）該技術具有極高的選擇性，且其光譜技術呈現出較高的分辨率，能有效避免各類氣體干擾，相對于現行的大氣在線檢測系統呈現出顯著的技術優勢。（4）該技術能實現對測量結果的自動修正，有效避免壓力以及環境溫度變化等因素對測量結果的不良影響。（5）該技術所采用的儀器未配置運動元件，便于實施維護，且具有良好的可靠性。（6）該技術無需對采樣實施預處理，即可實現對生產過程的有效控制，且具有極其快速的響應速度。（7）該技術將標定腔設置在測試儀器的內部結構中，在實施檢測的具體過程中，能定時實現自動標定，無需實施相關的手動操作。

2 TDLAS技術在環境大氣檢測中的應用

2.1 TDLAS技術在環境大氣檢測中的應用原理

該技術實質上是先進的光譜吸收技術，通過深入分析氣體對光進行吸收呈現出的選擇性，實現對氣體濃度的有效檢測。該技術在大氣環境檢測中的應用原理是：對一束光進行發射，并使之實現對被檢測氣體的有效通過，通過相應的接收器實現對光束在另一端的有效接收，光線發射器與光線接收器二者之間的實際距離決定了光程的具體長度[2]。

2.2 TDLAS技術在環境大氣檢測中的應用要點

（1）檢測過程。在環境大氣中，對吸收光譜線相應的頻率位置進行科學選擇，并對具備相應的發射頻率的激光二極管進行科學選擇，并對溫度進行調節，使之保持在適當范圍內，有效保障激光呈現出中心頻率，將若干呈現出較低頻率的鋸齒波電流對之進行注入，通過激光頻率實現對全部吸收光譜線的有效掃描與科學檢測，對單線吸收光譜的相關數據以及相應的特性進行有效獲取，有效避免各類背景氣體組分相對于被檢測氣體的干擾影響，切實保障檢測結果的真實準確。在環境大氣檢測中，對該技術進行應用，將體積分數各異的各類待檢測氣體對試驗樣機進行通入實施測試，獲取探測器相應的光功率和吸收峰二次諧波信號呈現出的具體強度比值與待測氣體呈現出的氣體分數的相關數據，并形成具體的數據表，將該表對Excel進行導入，并對之實施多線段的線性擬合，以獲取相應的關系式。將試樣機程序探測出的相關測試數據對關系式進行導入，能求出被測氣體具備的體積分數相關信息。

（2）吸收光結構。TDLAS技術將光源分為以下三路：①實現光纖對環境大氣檢測器的有效進入，對激光呈現出的強度進行觀察，以此實現對光源實際工作狀態的準確判斷。②將參比池設置在中央控制器內部，能實現對此情況的準確檢測，并對系統零點進行有效檢測，重新實現對檢測系統的準確標定。③通過光纜傳輸實現對單元標直器的直接到達，并實施對環境大氣有效的紅外檢測，檢測信號對相關處理系統進行有效傳遞，借助廣電轉換的標準模塊，實現對電信號的有效轉換，獲知檢測氣體的實際濃度。

（3）譜線選擇。譜線選擇要遵循以下原則：對吸收譜線進行選擇測量，不僅要確保其對TDL中心波長具有良好的適用性，還要避免其在吸收區域出現與各類氣體分子的交叉吸收，有效避免各類氣體分子影響測量結果；要避免譜線處于各類氣體吸收相應的交叉譜帶，避免各類氣體分子對測量精度產生干擾；譜線具備的中心波長要與光探測器相應的響應波長以及TDL相應的中心波長保持良好的適應性。

結語

綜上所述，TDLAS技術具有諸多技術優勢，在環境大氣檢測中得到了日漸廣泛的應用。在環境大氣檢測中，對TDLAS技術進行實際應用，要注意檢測過程、吸收光結構以及譜線選擇等應用要點，確保該技術良好的應用效果。

參考文獻

[1]戴強.環境大氣檢測中TDLAS技術的應用剖析[J].民營科技,2015(2):263-264.

[2]李瑜.TDLAS技術在環境大氣檢測中的應用分析 [J].科技致富向導,2013(27):305-305.