陶蒙蒙,吴昊龙,王亚民,刘洋阳,李国华,叶景峰

(西北核技术研究所;激光与物质相互作用国家重点实验室:西安 710024)

近年来,可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术广泛应用于复杂物理场非接触式温度测量领域[1-5]。基于TDLAS技术的温度测量中,一般都是利用2条吸收谱线对水分子的吸收光谱特性进行测量,通过吸收面积比反演得到环境的温度信息[6-7]。因此,TDLAS测量系统的温度测量特性与所选择的吸收谱线密切相关,要获得较高的温度测量精度,就需根据待测环境的温度特性对吸收谱线进行针对性的选择[8-12],这就使吸收谱线的选择成为TDLAS测量系统中的一个关键环节,直接决定了测量系统的测量准确性和灵敏度。

针对TDLAS系统中的谱线选择问题,研究人员开展了大量的研究工作,以期形成一套固定且具有广泛适用性的谱线选择方法。目前,常用的谱线选择方法可分为分析法和数值法2种,其中以分析法最为普遍。分析法从定性分析的角度针对光谱范围、吸收强度、温度敏感性及光谱间隔等条件设定5～6个选线准则,在此基础上根据实际应用需求针对吸收强度及谱线下能级差等参数辅以若干定量条件,最终完成谱线选择。1997年,Nagali等[8]针对双线测温法中的谱线选择问题,首先提出了谱线对选择的5条准则。之后,Zhou 等[9-11]进一步完善了基于定性分析的谱线对选择方法,根据不同应用场景提出了6条针对性的选线准则,使分析法趋于成熟稳定,并被广泛接受和使用。……