马 砺，范新丽，张 朔，王伟峰，魏高明

1.西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054 2.西安科技大学陕西省煤火灾害防控重点实验室，陕西 西安 710054

引 言

我国在煤炭资源开采正由浅部向深部开采迈进，矿井开采强度也不断加大，各类灾害问题突出，其中瓦斯灾害作为煤矿主要灾害之一严重威胁矿井安全生产，对CH4气体的精准检测预报至关重要[1-4]。随着半导体激光器产业的不断发展，可调谐半导体激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy，TDLAS)，将激光应用在气体分子吸收光谱测量，形成一种光学与光谱学技术。该技术属于痕量气体分析检测方法，通过改变注入的电流和温度来调控可调谐半导体激光器的线宽和波长，进而测量气体分子之间难以分辨的吸收线，最终通过朗伯比尔定律计算出所测气体浓度[5-8]。与其他气体检测方法相比，光学法中的TDLAS技术具备精度高、响应时间短、灵敏度高、选择性强和校准周期长等优点，适用于多种气体的高灵敏度动态检测[9-10]。

基于TDLAS的气体检测结果因环境条件(温度、压力、干扰气体)的影响与实际气体浓度有所偏差[11]。为提高TDLAS技术的检测精度，需对温度引起的气体浓度检测误差进行硬件电路补偿或软件算法补偿。因多元线性回归公式法过于繁琐[12]，可采用模型修正方法对所测CH4气体浓度进行实时温度补偿，结合波长调制和谐波检测技术，建立含温度影响因素的模型，从而降低系统对温度的依赖性。有报道基于TDLAS技术输出波长稳定在被测气体吸收谱线的中心波段，通过温度补偿实现TDLAS气体检测的高灵敏度；……