屈东胜，洪延姬，朱晓辉

航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室，北京 101416

引 言

可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)是一种非侵入式的光学测量技术，具有不干扰流场、响应速度快、分辨率高等特点，日益受到人们的青睐[1-2]。TDLAS技术能够实现气体温度、吸收分子组分浓度和压强等参数的快速测量，在燃烧场诊断领域应用前景广阔，先后在发动机试验台[3-4]、燃煤锅炉[5]和气化炉[6]等工业设施中开展了应用研究。

H2O是TDLAS测量中最常用的目标分子，H2O分子的光谱参数如谱线中心频率、谱线强度、展宽系数等不仅是分析分子结构及分子间相关作用的重要依据，而且是基于TDLAS技术反演气体温度、组分浓度等被测燃烧场气体信息的必要参数[7-8]。很多研究者针对H2O分子谱线的光谱参数开展了相关测量研究，主要采用理论预测和实验测量方法，其测量结果大都已经收录到HITRAN等分子光谱数据库中[9]。然而由于H2O分子谱线数量巨大，而实验主要在常温低压条件下进行导致HITRAN等数据库中H2O分子的光谱参数具有较大的不确定度，如HITRAN 2008数据库中65%H2O谱线的线强度具有5%～10%的不确定度，75%H2O谱线的空气展宽系数不确定度超过10%[9]。因而光谱数据库中的光谱参数直接用于TDLAS测量会导致测量结果产生较大的误差。

选择了TDLAS测量中常用的两条H2O谱线开展研究，详细分析了谱线的线强度、展宽系数及其温度指数等光谱参数的测量过程并分析了测量的不确定度。

1 基本理论

TDLAS测量的基本方程是Beer-Lambert定律……