环境大气检测中TDLAS技术的整合应用分析

刘本甫 张潇

摘 要：针对大气环境检测状况，对TDLAS技术进行分析，认识到环境大气检测的基本状况，总结TDLAS技术的内容及优势。旨在通过TDLAS技术的运用以及技术方案的总结，提高大气环境检测的有效性，改善以往环境检测中的限制问题，为现代生态环境的发展提供支持。

关键词：环境大气；检测技术；TDLAS技术

在我国城市生态环境发展的背景下，环境大气检测作为环境污染状况判断的主要方法，可以实现对我国污染状况的科学分析。但是，在我国城市化發展进程加快的背景下，大气污染指数较高，最主要的形成原因是煤烟排放导致的，这种污染现象的出现为我国城市的生态化发展带来严重影响。在以往环境大气检测中，会使用手工分析法以及间歇式采样法，对于这两种技术而言，无法满足现代大气环境的检测水平，同时也为环境检测带来限制。通过TDLAS技术的分析，将其运用在环境大气检测之中，可以改变以往环境检测的限制性问题，结合环境大气污染现象进行检测技术的构建，充分满足现代环境下大气检测的需求。

1.概念分析

1.1TDLAS技术

TDLAS技术主要是通过二极管使用半导体材料，可以将其称为可调节谐半导体激光吸收谱技术。该种技术通常被运用在气体检测以及温室气体检测过程中[1]。

1.2TDLAS技术原理分析

在TDLAS技术使用的过程中，通过单一窄带的激光频率扫描形成独立的气体吸收线。这种检测技术可以提高自身的可选择性，将其运用在环境大气检测中，可以提高检测的整体效率。通常状况下，在环境大气检测中，会结合比尔定律进行计算，公式如（1）、（2）.公式（1）中的I（λ ）/Io（λ）为透光率，I（λ）是经过了污染气体的透光强度，Io（λ）是发射光强度。公式（2）中的δ（λ是标气体状态下，气体分子光谱的吸收系数，C是吸收物质浓度，L是光程长度，A（λ） 是吸光率。通过TDLAS技术的使用，在公式（1）与公式给（2）研究的过程中，可以分析吸收物质分子的浓度。

Exp（-（λ））=I（λ）/Io（λ） （1）

δ（λ）CL=A（λ） （2）

2.我国环境大气检测中存在的限制问题

2.1环境大气检测的密度不足

结合当前我国环境大气的检测状况，各个地区大气环境检测系统分布呈现为重合的现象，相关的气象部门在环境检测中通常会将布局的检测作为重点，每个乡镇会布设1-2个密集的检测位置，由于环境大气检测密度不足的限制，为环境大气检测检测结果造成影响。而且，在一些部门对大气进行检测的过程中，会采用SCM系统的数字化检测技术，但是由于这种技术并没有运用色谱仪以及质谱仪的检测系统，导致检测的结果缺少准确性，而且也无法实现对现阶段环境大气污染状况的合理检测[2]。

2.2环境大气检测的制度薄弱

通过对我国环境大气检测状况，相关检测机构的工作由政府部门管理，导致环境大气检测缺少统一的检测管理制度，这种状况下无法实现对带起污染监控的合理控制。在一些地区的大气环境检测中，需要将检测到的数据上报到国家气象局，之后通过数据的同步汇总，之后进行环境大气检测结果的分析，对于这种检测方法而言，导致环境大气检测的结果缺少科学性，为现阶段环境大气检测结果造成影响。

2.3环境大气检测的评价缺失

在现阶段我国环境生态化发展的过程中，环境大气检测结果的标准性是十分重要的。在我国城市化发展的背景下，各个区域经济得到快速增长，随之而来的影响是环境问题，在一些经济发达的区域，存在着较为严重的雾霾、大气复合污染等问题，这些污染的出现主要是由于机动车尾气、烟煤型污染造成的，虽然一些API指数对环境大气污染程度进行公布，但是这些数据已经无法满足环境检测的评价需求。出现这种问题的原因主要是由于环境大气检测项目不全，所采用的评价标准相对较低。例如，在环境大气检测常规检测中，最主要的污染是可吸入颗粒（PM10），但是在我国造成大气污染最主要的原因是悬浮细粒子（PM2.5）造成的，PM2.5对人体造成的影响是十分严重的，但是，在一些评价标准中，并没有对PM2.5进行评价完善，对现阶段环境大气检测带来限制[3]。

3.环境大气检测中TDLAS技术的整合应用

3.1 TDLAS技术优势

在现阶段环境带大气检测的过程中，为了有效提高大气检测的质量性，通过TDLAS技术的使用，可以满足环境大气的具体检测需求。主要是由于在TDLAS技术使用的过程中具有一定的优势性。第一，通过TDLAS技术在环境大气中的检测运用，可以提供提高检测过程的灵敏性以及快速性，系统通过对大气环境检测时间的准确判断，对其数据进行精确控制。第二，在TDLAS技术使用中，具有较为明显的选择性，大气环境检测中可以有效避免不同物质对检测结果的干扰，提高数据检测的准确性。第三，在TDLAS技术使用中，可以通过检测数据的分析进行检测结果的准确修正，避免环境大气检测中受到环境以及温度的影响，第四，在环境大气检测中，通过TDLAS技术的使用，可以科学设定检测仪器的结构，结合具体试验机检测的状况，进行相关参数的标定，提高环境大气检测的科学性[4]。

3.2环境大气检测中TDLAS技术运用

3.2.1 TDLAS技术的检测过程

通过对大气环境检测状况的分析，在检测中需要在大气中选择一条吸收光谱线频率的位置，之后结合TDLAS技术在相应的范围内发射激光二极管，然后将系统温度调节在合适的范围内，合理确定激光中心的频率状态。在检测中，当注入低频率锯齿波电流，系统会对吸收管普线进行扫描，之后获得准确性的环境大气单线吸收光谱数据。通过这种检测技术的运用，可以通过不同体积分数的确定，行程探测器光功率以及吸收峰二次谐波信号，将相关数据导入到excel表格之中，可以进行多种线性方案的拟合，之后获得信号强度与气体体积的分数关系，有效提高体积分信息处理的价值。通过这种检测过程的确定，能够充分展现TDLAS技术的使用优势，为系统的运行以及环境大气检测的处理提供支持。

3.2.2 TDLAS技术的吸收光结构

结合TDLAS技术的原理，在吸收光结构设定的过程中，通常将其分为以下几种：第一，在吸收 管结构中，当光纤进入到环境大气检测系统这种，设备会通过观察激光强度，进行光源工作状态的判断。第二，在TDLAS技术的吸收光结构中，在中央控制器中设定参比池为系统，通过系统零点的确定，对检测系统进行重新标定，以保证吸环境大气检测的规范性。第三，在光缆信息传输的过程中，可以将光缆的传输信息直接发送到单元标志器之中，通过对环境大气红外检测，实现对信号的系统处理，有效提高数据信息号的转换效率[5]。

3.2.3 TDLAS技术谱线选择

通过对谱线选择技术的分析， TDLAS技术通过二极管激光光谱吸收技术的使用，可以结合环境大气的检测参数，进行吸收谱线中心波长的界定，之后会在吸收区域中对其他气体分析进行处理，但是整个过程中都不会出现交叉吸收的现象，充分保证 TDLAS技术检测的稳定性[6]。

结束语：

总而言之，在现阶段环境大气检测的过程中，为了实现对环境状况的科学分析，将TDLAS技术引入到环境到环境大气检测中是十分必要的，通过TDLAS技术的使用，不仅可以提高检测过程的灵敏性以及快速性，而且也可以通过检测数据的分析进行检测结果的准确修正，避免环境大气检测中受到环境以及温度的影响。因此，对于相关环境检测部门，在环境大气检测中，应该结合TDLAS技术的使用优势，进行检测过程、吸收光结构以及谱线的科学选择，提高环境大气检测的有效性，为现代生态环境的改善提供准确的数据支持。

参考文献：

[1]贺春贵 ， 张玉钧， 鲁一冰. 基于TDLAS技术的CO在线测量平衡探测电路设计[J]. 电子测量技术， 2018（1）.：18-23

[2]姚路， 刘文清， 刘建国. 球载TD LAS的对流层CO2浓度廓线探测[J]. 光谱学与光谱分析， 2015（10）：2787-2791.