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六氟化硫(SF6)广泛应用于电力工业中，对SF6痕量气体进行检测对于监测大气环境、维护电力系统等具有重要的作用。光声光谱技术是痕量气体检测系统中应用较为广泛的一种气体检测技术，该技术具有响应速度快和精度高等优点，研究中采用传统光声光谱气体检测系统对SF6进行检测，得出系统检测灵敏度为0.09ppm，但由于该系统具有易受噪声干扰的缺点，为克服这一缺点，研究学者提出了石英增强型光声光谱(QEPAS)技术。本文采用CO2激光器作为激发光源，设计了一套基于石英增强型光声光谱技术的SF6气体检测系统。
本文首先阐述了光声光谱技术的基本原理，包括气体分子红外吸收理论和光声信号的产生，对比分析了QEPAS技术和传统光声光谱技术的特点，从音叉的机械结构和压电特性方面分析音叉作为声音积累器件的原理。设计了微型声共振管和音叉离轴装配的声共振结构，对声共振管尺寸进行了优化。由于不同种类气体在同一谱线范围内可能出现吸收峰交叠的情况，因此对SF6的吸收光谱和标准空气的吸收光谱进行对比分析，最终确定选用947.867cm-1作为SF6检测谱线。
设计并搭建了实验系统，对系统参数进行测试，得出系统共振频率为32770Hz，研究了温度、气压和缓冲气体对光声信号的影响，为系统参数的校正提供了依据。对系统的功率特性进行研究，确定了系统的激光功率为2W，针对激光功率提高而引入噪声这一问题，采用了电学调制相消的方法，有效地将系统噪声降至1.2μV。在一个大气压下，采用最小二乘法对SF6进行浓度标定，根据标定结果分析和计算得出系统的归一化等效噪声吸收系数为2.17×10-5cm-1·W/Hz1/2，检测灵敏度为15.4ppb，系统稳定响应时间为40s。
本文首先阐述了光声光谱技术的基本原理，包括气体分子红外吸收理论和光声信号的产生，对比分析了QEPAS技术和传统光声光谱技术的特点，从音叉的机械结构和压电特性方面分析音叉作为声音积累器件的原理。设计了微型声共振管和音叉离轴装配的声共振结构，对声共振管尺寸进行了优化。由于不同种类气体在同一谱线范围内可能出现吸收峰交叠的情况，因此对SF6的吸收光谱和标准空气的吸收光谱进行对比分析，最终确定选用947.867cm-1作为SF6检测谱线。
设计并搭建了实验系统，对系统参数进行测试，得出系统共振频率为32770Hz，研究了温度、气压和缓冲气体对光声信号的影响，为系统参数的校正提供了依据。对系统的功率特性进行研究，确定了系统的激光功率为2W，针对激光功率提高而引入噪声这一问题，采用了电学调制相消的方法，有效地将系统噪声降至1.2μV。在一个大气压下，采用最小二乘法对SF6进行浓度标定，根据标定结果分析和计算得出系统的归一化等效噪声吸收系数为2.17×10-5cm-1·W/Hz1/2，检测灵敏度为15.4ppb，系统稳定响应时间为40s。