孔德靖，翟中生，王选择，何 涛，熊 芝，刘志强



部分面积法提高气体拉曼光谱强度测量重复性

孔德靖1，翟中生1，王选择1，何 涛1，熊 芝1，刘志强2

( 1. 湖北工业大学 机械工程学院，武汉 430068；2. 武汉四方光电科技有限公司，武汉 430068 )

针对气体激光拉曼光谱分析受众多因素的影响导致定量测量的重复性不佳的难题，本文通过采集并分析大量光谱强度数据，提出一种精度更高，稳定性更好的计算光谱强度的算法，即“部分面积法”。同时比较不同面积计算光谱强度对测量重复性的影响。实验结果表明，在已设计的光路系统和采用的硬件设备的条件下，发现利用其中三点计算光谱强度，所得气体浓度的波动性最小、测量结果最稳定即测量重复性最佳。最后对10.0% C2H2气体浓度进行验证，连续测量的100组数据的标准差达到8.526 2×10-4，并给出了相应的初步理论分析。

激光拉曼光谱；气体测量；部分面积法；重复性

0 引 言

随着拉曼光谱技术在不同探测领域的应用[1-2]，利用拉曼光谱技术测量气体取得了快速发展。在拉曼光谱技术应用之前，利用色谱技术对多种气体进行探测[3]，其测试过程速度慢、需要分离气体、且定性定量分析能力不高。因此寻找一种快速、无需分离气体，能够同时探测多种气体的方法具有重要的实际意义[4]。气体拉曼光谱技术就满足以上优点，其主要利用气体样本的拉曼散射强度与激发分子数量成正比的理论原则[5-6]进行定量分析[7-10]。但是对于高精度测量，如何定量分析光谱信号成为拉曼光谱气体分析仪需要攻克的难点之一[11-12]。……