雷曉玲

摘 要 由于溫度和壓強(qiáng)變化對(duì)TDLAS痕量氣體檢測(cè)測(cè)量精度有很大的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定。分別取不同溫度和壓強(qiáng)環(huán)境，對(duì)氣體譜線的線強(qiáng)及寬度進(jìn)行采樣試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分別建立了溫度及壓強(qiáng)補(bǔ)償方法，補(bǔ)償后氣體檢測(cè)精度小于3個(gè)ppm量級(jí)。

關(guān)鍵詞 溫度；壓強(qiáng)；TDLAS；檢測(cè)精度

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）11-0042-02

通過(guò)Beer-Lambert定律，我們可以了解到氣體在吸收譜線時(shí)，其效果主要與當(dāng)時(shí)環(huán)境下的溫度有關(guān)，壓強(qiáng)只是其中的一個(gè)輔助數(shù)據(jù)，這2個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生一些不一樣的效果，除此之外，它們還會(huì)對(duì)氣體所吸收的譜線寬窄有影響，進(jìn)而導(dǎo)致其計(jì)算的結(jié)果。所以，若想讓系統(tǒng)能夠在環(huán)境不同時(shí)仍能獲得較好的數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該觀察溫度和壓強(qiáng)的相關(guān)聯(lián)性，從而找到最好的方法以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更正。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法也能夠找到它們之間的關(guān)系，在對(duì)其結(jié)果中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更正。

1 溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及其修正方法

如圖1所示，將氣體吸收池放在一個(gè)溫度幾乎沒(méi)有變化的并且能夠持續(xù)加熱的箱中，在池的中間處和兩邊放著鉑材質(zhì)的電阻，在將濃度還沒(méi)有被測(cè)量出來(lái)的乙烯與池相通，當(dāng)池中只有氣體時(shí)，將一個(gè)氣囊與池的出氣口相連接。當(dāng)測(cè)量時(shí)，選取100×10-6的乙烯去5個(gè)不同的溫度，但是需要注意的是其溫度應(yīng)該在296K～342K，在分析數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)選擇稀疏分解法從結(jié)論中可以觀察到，當(dāng)溫度升高時(shí)，其強(qiáng)度與寬度反而降低，這說(shuō)明前面得出的結(jié)論是正確的。

通過(guò)稀疏分解的方法可以明確的得出其主吸收峰的強(qiáng)度和其線寬，并且可以總結(jié)出它們與溫度之間存在一定的聯(lián)系。選取歸一化的強(qiáng)度時(shí)我們可以選296K，在將其余溫度下得到的強(qiáng)度與其做比值，即可得出結(jié)果。主吸收峰的線寬會(huì)隨溫度的變化而逐漸減小。

2 壓強(qiáng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及其修正方法

在這過(guò)程中選取的氣體濃度應(yīng)為100×10-6，選定6個(gè)點(diǎn)，但是其壓強(qiáng)的范圍必須為101kPa～175kPa，在此，繼續(xù)采用稀疏分解的方法來(lái)獲得數(shù)據(jù)，并進(jìn)行進(jìn)一步的糾正，如圖所示。其寬度卻與壓強(qiáng)成正比，更加驗(yàn)證了之前所得出的結(jié)論是正確的，強(qiáng)度和線寬與壓強(qiáng)的具體關(guān)系如圖4和圖5所示。

乙烯氣體在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要改變其濃度，在此規(guī)定的濃度應(yīng)為70×10-6，然而壓強(qiáng)在進(jìn)行糾正時(shí)需要選定幾個(gè)不同的值，并且在相應(yīng)的值下開(kāi)始測(cè)量其濃度，通過(guò)實(shí)際測(cè)量所獲得的濃度與設(shè)想的濃度間存在其大的差別，其值高達(dá)16×10-6，但是在實(shí)驗(yàn)后，它們間的差異大大減小了，其值僅有2×10-6。

3 結(jié)論

通過(guò)Beer-Lambert定律，我們可以了解到氣體在吸收譜線時(shí)，其效果主要與當(dāng)時(shí)環(huán)境下的溫度有關(guān)，壓強(qiáng)只是其中的一個(gè)輔助數(shù)據(jù)，這2個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生一些不一樣的效果，除此之外，它們還會(huì)對(duì)氣體所吸收的譜線寬窄有影響，進(jìn)而導(dǎo)致其計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定。分別取不同溫度和壓強(qiáng)環(huán)境，對(duì)氣體譜線的線強(qiáng)及寬度進(jìn)行采樣試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分別建立了溫度及壓強(qiáng)補(bǔ)償方法，補(bǔ)償后氣體檢測(cè)精度小于3個(gè)ppm量級(jí)。

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