采用ftir原理的多组分气体分析仪研制

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1、第42卷第l2期红外与激光工程2013年12月V01．42NO．12InfraredandLaserEngineeringDec．2013采用FTIR原理的多组分气体分析仪研制任利兵，杨宏雷，尉昊赘，李岩(清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京100084)摘要：严重的环境气体污染对多组分气体分析仪提出了实际需求。受通用化设计目的和商用软件功能不健全的限制，传统FTIR光谱仪长期徘徊在气体分析领域的外围。对此，研究了用磁编码信号取代传统FTIR光谱仪中激光干涉信号实现动镜扫描和光谱采集，使所研制的多组分气体分析仪在满足光谱测量的前提下，结构上更加紧凑简洁，调试

2、更为方便；同时针对现场分析的连续性和实时性要求。将经典最小二乘法做了修正，使其获得基线补偿能力。实验表明，所研制的FTIR多组分气体分析仪具多组分气体的快速、连续准确的定量能力，可对环境污染气体有效监测。关键词：FTIR；光谱测量；定量分析；气体监测中图分类号：0657．3文献标志码：A文章编号：l007—2276(2013)12-3175-05Designformulti-gasesanalyzerbasedonFTIRprincipleRenLibing，YangHonglei，WeiHaoyun，LiYan(StateKeyLaboratoryofPrecisionMe~urem

3、entTechnologyandInstruments，DepartmentofPrecisionInstrumentsTsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Thefrequentenvironmentaleventsaboutthepollutedgasesaskforsomekindsofmulti-gasesanalyzer．Limitedtothegeneralaimofdesignandincompletefunctioninsoftware，theconventionalFourierTransformInfrare

4、dspectrometercantbeeffectivelyinvolvedinthefieldofgasesanalysis．Tosolvethisproblem，anewmethodwasstudiedusingthemagneticencodedsignaltodrivethemovingcubeandcollectthespectrumdata．insteadoftheconventiona11aserinterferencesigna1．Itwasinthiswaythataconcisestructureofanalyzerwasestablishedanditfacili

5、tatedtheprocedureofdebuggingandsetting—up．Atthesametime，inordertomeetthedemandsofcontinuousandimmediateanalysis，animprovedquantitativealgorithmwiththeabilityofbaselinecompensationautomaticallywasillustrated．Therelatedexperimentswiththedesignedgasesanalyzerwhichisverifiedtobeaneffectivetoolforenv

6、ironmentalgasesmonitoringcanexecutethemulti—gasesquantitativeanalysisrapidlyandcontinuously．Keywords：Fouriertransforminfrared；spectralmeasurement；quantitativeanalysis；gasesmonitoring收稿日期：2013—04—08；修订日期：2013—05—12基金项目：国家自然科学基金青年科学基金(61205147)作者简介：任利~(1981一)，男，助理研究员，博士，主要从事光谱仪器方面的研究。Email：rlb20ll

7、@mail．tsinghua．edu．cn3176红外与激光工程第42卷凑简洁；此外采用相对低的光谱分辨率(如8cm)，0引言在不影响检出气体特征峰的同时，提高了测量速度和光谱信噪比嘲。为此，文中研究了用含磁编码器当前，环境污染已变得越来越严重，尤其是大范(可产生ltxm位置分辨率，正交方波A，B信号及机围的空气污染，夹杂氮氧化物气体对人体呼吸造成械零位Z信号)的音圈电机驱动角镜实现光谱扫描，了直接危害。污染气体的加剧，对多组分气体分析仪采用磁