环境大气检测中TDLAS技术的应用剖析

高浩凯 范成成

（天津港保税区环境监测站 天津 300308）

引言

TDLAS技术能实现对单个吸收线或者是具有较近距离且难以准确分辨的多个吸收线的有效测量，呈现出较高的选择性，且能实现对多组分的同时测量，具有较快的反应速度以及较高的灵敏度。在环境大气检测中，对TDLAS技术进行灵活应用，能取得良好的大气检测效果。因此，有必要深入分析TDLAS技术的优势，并积极探究TDLAS技术在大气环境检测中的应用原理和应用要点，以强化TDLAS技术在大气环境检测中的有效应用。

1 TDLAS技术概述

1.1 TDLAS技术概念

TDLAS技术，其主要部件是可调谐半导体激光器，该部件的窄线宽以及波长能根据注入电流而产生相应改变，对该特性进行利用，能实现对单个吸收线或者是具有较近距离且难以准确分辨的多个吸收线的有效测量[1]。该技术具有显著的技术优势，在大气环境检测中得到了日渐广泛的应用。

1.2 TDLAS技术优势

TDLAS技术主要具有如下技术优势：（1）该技术呈现出较高的灵敏度和较快的反应速度，能在确保灵敏度的前提下，实现对时间分辨率的精确控制，使之保持在毫秒量级的精确度。（2）该技术能实现对多组分的同时测量。（3）该技术具有极高的选择性，且其光谱技术呈现出较高的分辨率，能有效避免各类气体干扰，相对于现行的大气在线检测系统呈现出显著的技术优势。（4）该技术能实现对测量结果的自动修正，有效避免压力以及环境温度变化等因素对测量结果的不良影响。（5）该技术所采用的仪器未配置运动元件，便于实施维护，且具有良好的可靠性。（6）该技术无需对采样实施预处理，即可实现对生产过程的有效控制，且具有极其快速的响应速度。（7）该技术将标定腔设置在测试仪器的内部结构中，在实施检测的具体过程中，能定时实现自动标定，无需实施相关的手动操作。

2 TDLAS技术在环境大气检测中的应用

2.1 TDLAS技术在环境大气检测中的应用原理

该技术实质上是先进的光谱吸收技术，通过深入分析气体对光进行吸收呈现出的选择性，实现对气体浓度的有效检测。该技术在大气环境检测中的应用原理是：对一束光进行发射，并使之实现对被检测气体的有效通过，通过相应的接收器实现对光束在另一端的有效接收，光线发射器与光线接收器二者之间的实际距离决定了光程的具体长度[2]。

2.2 TDLAS技术在环境大气检测中的应用要点

（1）检测过程。在环境大气中，对吸收光谱线相应的频率位置进行科学选择，并对具备相应的发射频率的激光二极管进行科学选择，并对温度进行调节，使之保持在适当范围内，有效保障激光呈现出中心频率，将若干呈现出较低频率的锯齿波电流对之进行注入，通过激光频率实现对全部吸收光谱线的有效扫描与科学检测，对单线吸收光谱的相关数据以及相应的特性进行有效获取，有效避免各类背景气体组分相对于被检测气体的干扰影响，切实保障检测结果的真实准确。在环境大气检测中，对该技术进行应用，将体积分数各异的各类待检测气体对试验样机进行通入实施测试，获取探测器相应的光功率和吸收峰二次谐波信号呈现出的具体强度比值与待测气体呈现出的气体分数的相关数据，并形成具体的数据表，将该表对Excel进行导入，并对之实施多线段的线性拟合，以获取相应的关系式。将试样机程序探测出的相关测试数据对关系式进行导入，能求出被测气体具备的体积分数相关信息。

（2）吸收光结构。TDLAS技术将光源分为以下三路：①实现光纤对环境大气检测器的有效进入，对激光呈现出的强度进行观察，以此实现对光源实际工作状态的准确判断。②将参比池设置在中央控制器内部，能实现对此情况的准确检测，并对系统零点进行有效检测，重新实现对检测系统的准确标定。③通过光缆传输实现对单元标直器的直接到达，并实施对环境大气有效的红外检测，检测信号对相关处理系统进行有效传递，借助广电转换的标准模块，实现对电信号的有效转换，获知检测气体的实际浓度。

（3）谱线选择。谱线选择要遵循以下原则：对吸收谱线进行选择测量，不仅要确保其对TDL中心波长具有良好的适用性，还要避免其在吸收区域出现与各类气体分子的交叉吸收，有效避免各类气体分子影响测量结果；要避免谱线处于各类气体吸收相应的交叉谱带，避免各类气体分子对测量精度产生干扰；谱线具备的中心波长要与光探测器相应的响应波长以及TDL相应的中心波长保持良好的适应性。

结语

综上所述，TDLAS技术具有诸多技术优势，在环境大气检测中得到了日渐广泛的应用。在环境大气检测中，对TDLAS技术进行实际应用，要注意检测过程、吸收光结构以及谱线选择等应用要点，确保该技术良好的应用效果。

参考文献

[1]戴强.环境大气检测中TDLAS技术的应用剖析[J].民营科技,2015(2):263-264.

[2]李瑜.TDLAS技术在环境大气检测中的应用分析 [J].科技致富向导,2013(27):305-305.