利用可调谐激光吸收光谱技术对光路上气体温度分布的测量

作     者：李宁 严建华 王飞 池涌 岑可法 LI Ning;YAN Jian-hua;WANG Fei;CHI Yong;CEN Ke-fa

作者机构：浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2008年第28卷第8期

页      面：1708-1712页

核心收录：

学科分类：080805[工学-电工理论与新技术] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(60534030) 国家自然科学基金项目(50576082)资助 

主　　题：可调谐激光吸收光谱技术 气体温度分布测量 最小二乘法 离散化方法 

摘      要：利用可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS),扫描多条吸收谱线以实现气体温度分布的测量。文章给出了温度分布测量的原理和方程离散化的方法,在气体浓度和压力均匀时,利用带约束最小二乘法计算得到温度分布。根据HITRAN中6330cm-1附近的4条CO谱线的参数,建立了温度在300和600K时,路径长度均为55cm的两段温度分布模型,模拟了测量误差与温度区间长度约束条件的影响。结果表明随着测量误差的增大和约束条件的减弱,计算结果误差相应增大。在5%的测量误差下,计算结果的最大误差为11%,平均误差为2.2%。以管式炉中的高温段和室温下的低温段作为两段温度分布模型进行试验。利用6 330cm-1处的垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)扫描得到的4条CO谱线,通过背景信号的三次多项式拟合得到基线,求出温度分布计算所需的光谱吸收率积分值。在四种情况下,计算温度分布结果与模型误差分别为7.3%,6.5%,4.7%和2.7%。