基于中紅外波段的烷烴濃度遙測光學系統

殷 亮，邢志明，朱 科，苗 玉，姜 萌，單新治，2*，高秀敏

（1.上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093；2.上海理工大學 健康科學與工程學院，上海 100080）3.北京航天控制儀器研究所，北京 100080）

1 引言

國內外研究吸收光譜氣體遙測技術已有幾十年的歷史，檢測方法包括傳統的電化學法、火焰光度法、氣相色譜法以及激光吸收光譜法［1］。傳統的電化學法、火焰光度法和氣相色譜法等手段只能在近距離對氣體進行檢測，使用不方便、耗費時間長，在探測腐蝕性和爆炸性氣體時更加困難，測量人員面臨著較高的危險。相比較而言，激光吸收光譜法通過使用激光束沿光路傳輸后的強度變化，或基于激光對目標氣體的輻射吸收而產生的吸收譜線來測量氣體濃度［2］，能夠在遠距離對氣體進行遙測，使用方便、測量迅速，測量人員面對的風險很低，目前已經成為最具發展前景的氣體檢測技術。

吸收光譜氣體檢測技術主要分為兩類：不通過外差而直接根據接收信號獲取吸收線的直接檢測技術，以及通過外差先獲取外差信號再進行處理獲取吸收線的外差檢測技術［3］。外差檢測技術能夠對返回信號進行放大，面對較弱反射光能夠實現更長的檢測距離及更低的檢測限［4］。相對于外差光譜技術，直接檢測技術雖然光譜分辨率較低、探測靈敏度不高，但其結構相對簡單，成本低，可以在幾米到幾十米的范圍內通過非合作目標反射對氣體進行遙測［5］，適合設備體積小、低成本的氣體被動檢測系統。……