基于开放路径式可调谐二极管激光吸收光谱法室内CO2在线监测研究

Abstract

为了研究室内二氧化碳(CO2)体积分数变化以及其与人类活动之间的关系,设计了一种开放路径式可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)传感系统对室内CO2体积分数进行监测。采用中心波长为2004 nm的分布式反馈(DFB)激光器作为激励光源测量CO2的R(16)特征吸收线。使用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法拟合测量光谱,实现体积分数测量免定标。与商用XENSIVTMPAS二氧化碳传感器进行对比测量,二者的相关度R2达到0.89。结果显示,室内CO2每日体积分数均值为4.63×10-4,略高于室外的CO2体积分数,并且一天内波动范围在3.86×10-4~5.66×10-4之间。室内CO2体积分数受通风情况和室内人员活动的影响,其每日体积分数变化趋势与人员工作时间高度相关。在人员密度为0.005 人/m3的情况下,测量得到CO2体积分数的增长速率为2.3×10-5 h-1。因此,人员拥挤的室内环境应及时通风,以防止体积分数过高的CO2引起不适。