文献类型：期刊文章

作　　者：李恒宽[1] 朴亨[1] 王鹏[1] 姜炎坤[1] 李峥[1] 陈晨[1] 曲娜[2] 白晖峰[3] 王彪[4] 李美萱[5]

Li Hengkuan;Piao Heng;Wang Peng;Jiang Yankun;Li Zheng;Chen Chen;Qu Na;Bai Huifeng;Wang Biao;Li Meixuan(College of Instrumentation and Electrical Engineering,Jilin University,Changchun 130026,China;Institute of Electrical Information Engineering,Jilin University of Architecture and Technology,Changchun 130114,China;Beijing Smart Chip Microelectronics Technology Company Limited,Beijing 102200,China;Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;Institute For Interdisciplinary Quantum Information Technology,Jilin Engineering Normal University,Changchun 130052,China)

机构地区：[1]吉林大学仪器科学与电气工程学院,吉林长春130026 [2]吉林建筑科技学院电气信息工程学院,吉林长春130114 [3]北京智芯微电子科技有限公司,北京102200 [4]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033 [5]吉林工程技术师范学院量子信息技术交叉学科研究院,吉林长春130052

出　　处：《红外与激光工程》

基　　金：国家重点研发计划(2018YFC1503802);吉林省科技发展计划项目(20200201050JC,20220203016SF);吉林省发改委产业技术研究与开发项目(2022C045-5);长春市科技发展计划项目(21ZGG14)。

年　　份：2023

卷　　号：52

期　　号：3

起止页码：107-113

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2023_2024、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了准确测量地震断裂带溢出的痕量CO_(2)气体浓度,文中采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,选取波数4978.202 cm^(-1)作为CO_(2)检测系统的吸收谱线,采用有效光程为40 m的多通池,以STM32作为主控和数据处理核心器件,研制了高精度CO_(2)检测系统。针对系统中的探测器噪声与光学干涉条纹噪声,利用卡尔曼-小波分析算法滤波提升系统性能。实验表明,与滤波前相比,系统在50 ppmv CO_(2)浓度下的二次谐波信噪比提升了2.06倍。在不同CO_(2)浓度下(50、300、1000、4000、8000 ppmv),系统误差为2.57%~2.66%。系统测量4000 ppmv浓度下的CO_(2)时检测精密度达到20.9 ppmv。利用Allan方差分析得出,积分时间在约61 s时对应的最低探测下限(MDL)为5.2 ppmv,实现了对CO_(2)气体的高精度测量。结果表明,所设计的高精度CO_(2)系统可以在气体检测领域为预测地震前兆提供良好前景。

关 键 词：痕量CO_(2)  高精度  TDLAS技术  卡尔曼-小波分析  二次谐波

分 类 号：TN219]