Page 136 - 生态环境监测及环保技术发展

生态环境监测及环保技术发展
Ecological Environment Monitoring and Development of Environmental Protection Technology

（2）扫描积分
这一技术主要就是通过多次扫描平均信号，把信号当中的噪声全面降到最低
水平。在工作初始阶段，锯齿波或者其他各种波形的电流将会被叠加到激光仪器

的驱动电流当中，而扫描电流的实际相位则会被信号平均器锁定。检查器所输出
的信号可以被逐步加入信号平均器当中，利用多次时间积分的形式将噪声消除。
要想保证扫描积分方式具备灵敏度较高的优势，最关键的内容就是解决电流扫描
中所引发的幅度调制问题，因为在信号当中因为幅度调制所形成的波动占到了约

20%。并且由于受到特征吸收扫描速率的约束以及限制，在大气环境质量监测过
程中扫描积分技术所达到的灵敏程度将会低于现阶段所流行的频率调制以及波长
调制技术，并且在信噪当中扫描积分技术是否可以超过其他技术，也有待进一步

验证与分析。不过从仪器造价以及整体设计需求层面考量，因为扫描积分技术的
应用并不需要使用锁相放大器，可以让 TDLAS 的总体积有效减少，仪器实际造
价取决于信号处理线当中路板的价格。
2. 波长调制光谱
由于采取直接吸收的方法会受到激光源、探测电路、光电探测器等各种因素

的不利影响，因此研究人员便针对其进行创新从而形成了波长调制光谱技术，增
强了光谱技术监测的灵敏度。与传统的直接吸收气体监测技术相比，波长调制光
谱技术的优势在于监测时会出现一个谐波信号，这一信号与气体浓度成正比。技

术实施方法，则将调制电流有效注入半导体激光仪器当中，设置激光器温度以及
各项驱动电流，结合调制电流管控输出的激光频率，将激光器波长与对应待测气
体吸收线相协调，叠加在监测仪器驱动电流当中的锯齿波信号会利用输出波长来
进行扫描，并通过设立的气体吸收线，将气体介质当中光强信号进行记录，通过
获取的其他吸收信号得到吸收光谱，实现高频调制。通过对其他光谱信号在二倍

频上展开相敏监测，能够精准获取二次谐波信号，以此来提高监测效果。由于监
测气体的成分会充分与激光互相影响与作用，产生一定调制频率信号，有关人员
使用相敏电路能够针对这些信号进行探测，使用价值较为优异。

调制光谱的优点是其能够增强气体浓度的监测频率和效率，只有落到中心监
测频率的周围或者附近，探测才可能会受到噪声的影响，因此调制光谱技术的灵
敏度更加优异，能够充分利用这一技术来监测痕量气体，把握气体的变化规律。
缺点是这一技术在使用时可能会受到激光器高频量噪声的影响和限制。

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