基于可调谐二极管激光吸收光谱法的氢气传感器
发表文章 / 技术 - 9月 6, 2022
本文介绍一种基于激光的氢气传感器，该传感器使用波长调制光谱法（WMS）对氢气分子进行非接触式测量。具体来说，该传感器使用分布式反馈（DFB）激光器来瞄准2121.8纳米处的H2四极吸收线。H2吸收线能表现出弱碰撞增宽和强碰撞变窄效应。通过使用包括碰撞窄化效应在内的不同谱线轮廓将吸收线宽的测量值与详细模型进行比较，研究这两种效应。不论是纯氢还是氮气和空气中的氢气，碰撞变宽和变窄参数都可被确定。
我们对该传感器的性能进行了评估，并证明了该传感器可测量范围为0 – 10% v的H2。在吸收路径长度为1 m (0.002% v∙m)，积分时间为1 s的情况下，精度达到0.02% v。在20 s的最佳平均时间内，精度可达到0.005 %v∙m。
H2浓度与传感器响应之间存在良好的线性关系。该传感器的发射器-接收器配置简单而坚固，可以在恶劣的工业环境中原位安装。