王丽云

(潍坊科技学院 化工与环境学院，山东 寿光 262700)

甲烷气体浓度测量的研究

王丽云

(潍坊科技学院 化工与环境学院，山东 寿光 262700)

为了改进甲烷气体浓度测量实时性和灵敏度，采用环形腔衰荡技术设计了甲烷气体浓度测量实验系统。理论分析得到了气体浓度的变化和在衰荡时间内光脉冲的循环次数成反比，与测量衰荡时间成正比。实验结果表明：随气体浓度的增加，对数衰荡曲线的值增大，对应的衰荡时间逐渐减小；气体浓度越大，对光的吸收能力就越强。气体浓度与衰荡时间符合本文得到的理论关系。研究结果为气体浓度测量提供了新的实验系统和模型参考。

甲烷； 气体浓度； 测量； 衰荡时间; 吸收能力

0 引 言

常见的气体浓度测量方法主要是以化学方法为主，然而其存在测量时间长、测量范围小等问题[1-3]。在上个世纪80年代，研究人员提出了激光吸收式浓度测量的概念。随后，人们开始尝试用激光吸收法来测量呼出气体浓度，其中较为成熟的方法是以半导体激光器为光源做成探测系统，以光强的变化来表征气体浓度变化[4-5]。该系统激光波长可以调制，结构紧凑，因而受到研究者和使用者的重视；但由于其成本非常昂贵，在线测量极为不便，影响了此项技术在呼出气体浓度测量中的应用及其技术发展[6-9]。随着激光技术研究的进步，最新研究中发展出一种具有高性能的红外激光源，且具有高的灵敏度和奇异性，红外激光器光谱特别适合测量痕量级别的挥发性生物体，如欲检测人类呼出的气体[10-13]。……