1573 nm波长调制光声光谱技术在CO2检测中的应用

王旭峰

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.09.025

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (9) : 137 -143. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.09.025

1573 nm波长调制光声光谱技术在CO₂检测中的应用

王旭峰

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摘要

针对煤矿井下采空区痕量CO₂实时高灵敏度监测需求，本研究研制1 573 nm波长调制光声光谱检测系统，实现光谱选择性、声学共振、弛豫动力学三大核心创新：选用近红外DFB激光器激发CO₂的R14特征吸收线，规避水汽干扰且降低成本；设计高Q值圆柱形谐振腔，结合双麦克风差分检测使声压信号增益提升4倍，抑制环境噪声；首次将氩气作为缓冲气体，让CO₂光声信号强度提升至氮气环境的2.5倍，解决信号抑制问题。实验表明，4.5 m W激光功率、100 s积分时间下，系统CO₂噪声等效检测限达30×10^-6，较NDIR技术提升2个数量级，优化压力后信噪比进一步增强。该装置已成功应用于矿井采空区监测，现场运行表现优异。