摘要：文中设计了一种基于腔衰荡光谱原理的痕量气体检测系统。使用FPGA作为主控芯片,采用PID算法对激光器的电流、温度进行调控,实现了激光器的稳频。腔衰荡信号采用UDP协议以网口通信的方式将数据高速传输至上位机分析处理,确保系统具有实时、高效、稳定处理大数据的能力。上位机通过千兆网卡获取大字节的衰荡信号并拟合出当前CO_(2)气体体积分数。系统测试结果表明:激光器波长稳定在(1 572.300±0.001)nm处,稳频精度约为6 MHz,气体体积分数精确度小于70 ppb,满足检测痕量气体体积分数的要求。

摘要：为了满足光腔衰荡光谱技术(CRDS)痕量气体检测装置中的光学衰荡腔对温度控制的需求,设计了一套精密温控系统。该系统以可编程化系统单芯片(PSOC)为核心,采用热敏电阻(NTC)进行温度采集,H桥电路控制半导体制冷器(TEC)进行双向控温,模糊PID算法进行反馈控制,用内部风扇进行温度均衡。大量实验数据测试表明,该温控系统能够精确稳定地控制光学衰荡腔温度,控制精度可达±0.005℃。利用该检测装置对标准气瓶内的CO_(2)浓度进行测量,其浮动值在±1 mg/L。该设计满足光学衰荡腔对温控精度以及稳定性的要求,利用该温控系统制作的CRDS痕量气体检测装置目前已处于量产阶段。