基于量子级联激光的机动车尾气遥测系统设计

作     者：刘硕 路兴杰 吴才章 燕迎春 王伟鹏 陈滢锜 赵志科 LIU Shuo;LU Xing-jie;WU Cai-zhang;YAN Ying-chun;WANG Wei-peng;CHEN Ying-qi;ZHAO Zhi-ke

作者机构：河南工业大学电气工程学院河南郑州450001 河南省计量科学研究院河南郑州450008 河南省特种设备安全检测研究院河南郑州450008 

基　　金：河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(No.YJS2022ZX15) 河南工业大学创新基金支持计划专项(No.2020ZKCJ31) 河南省市场监督管理局科技计划项目(No.2021sj01) 济源市科技发展计划项目(No.19022011)资助 

出 版 物：《激光与红外》 (Laser & Infrared)

年 卷 期：2023年第53卷第7期

页      码：1019-1025页

摘      要：量子级联激光凭借其高灵敏度,高输出功率,窄线宽等特点应用于各类气体的遥感检测。本文采用波长调制光谱(WMS)技术设计了一种基于量子级联激光器的机动车尾气遥测系统。激光器的调制驱动信号由低频锯齿波和高频正弦波叠加而成,可有效抑制背景噪声,极大提高了检测灵敏度。系统以波长为632.8 nm的连续激光作为信标光,精确调节合束镜和反射镜之间的角度,保证信标光束与四台量子级联激光器发出的中红外激光光束同轴,实现光源可视化对瞄。光源穿过开放光路中尾气后的光强信号被红外探测器所采集并转换为电信号,经I/V放大后,通过锁相放大器将与被测气体浓度成正比关系的二次谐波分量提取出来,实现对一氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳及二氧化碳四种尾气组分同时检测并避免相互干扰。经测试,系统探测信号与气体浓度表现出极强的相关性,系统动态测试的相对误差绝对值小于5%,检测光程可达16 m,至少满足三车道同时检测。

主 题 词：量子级联激光 波长调制光谱 机动车尾气 遥感检测 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 09[农学] 083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0903[农学-动物生产类] 0816[工学-纺织类] 081602[081602] 0803[工学-仪器类] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-5078.2023.07.006

馆 藏 号：203122785...