浓度的变化有许多原因，部分原因是人类活动造成的，例如在农业活动中普遍的使用化肥。大气中其他气体的浓度以及风速和风向都与气体浓度与温度和湿度之间的关系观察中仍存在一些不确定性和变异性。导致这些差异的原因可能是地区差异、观测方法差异以及数据的不完善，这些都是测量大气、医疗、燃烧和农业过程中浓度的重要基础。因此，进一步的研究和探索，结合更多的现场观测和建模实验，可以揭示温度和湿度对
N2O气体的开路光学路径检测系统。示意图如图1所示。该传感器系统由光源模块、光电检测模块和数据处理模块组成。光源模块最重要的包含信号生成、激光驱动、量子级联激光器（QCL）和指示光源。为了有效实现激光发射波长的可调特性，我们设计了信号生成器板，生成频率为10 kHz的高频正弦波信号以实现调制功能，并生成频率为10 Hz的低频锯齿波信号以实现扫描功能。这两个信号叠加在激光驱动器上，控制QCL的温度和中心发射波长，并将其转化为作用于检测光源QCL的注入电流，使QCL的发射波长处于2203.7–2204.1 cm-1的可调范围内。
温度控制驱动采用非PWM式的连续电流输出控制，大大延长TEC器件的使用寿命；
多种输出安全保护机制，保护QCL使用安全：可调电流钳制、输出缓启动、过压欠压保护、超温保护、继电器短路输出保护；
N2O气体分子，我们应该选择吸收线强度和激光的发射中心波长。首先，结合HITRAN-2016数据库，选择了2000–2250 cm−1的波数范围，以分析N2O吸收光谱线强度的区域，然后对一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）分子进行了模拟和分析，如图2所示。在这个波数范围内，CO2的吸收光谱主要分布在2000–2081 cm−1范围内，CO气体的吸收光谱分布在2025–2200 cm−1波数范围内。H2O气体的吸收光谱分布在2020 cm−1波数范围之前。N2O气体分子的吸收光谱主要分布在2200–2250 cm−1波数范围内，远离水蒸气和其他气体的吸收光谱，减少了干扰。在2203.7 cm−1左右，N2O气体的吸收光谱最强。因此，我们将N2O吸收线，用作QCL发射中心的波数。相应的光谱线）。QCL的中心电流和温度分别设置为330 mA和36.0 ℃。Figure 2. The intensity distribution of absorption lines ofN2O, CO,
O监测，分析了温度对其浓度和吸收光谱的影响。我们得知随着温度上升，N2O浓度相应增加。在实验室环境中，保持环境和温度不变的条件下监测了湿度对N2O浓度的影响。N2O浓度与湿度呈负相关。在不一样的温度和湿度水平下提取并分析了2f和1f信号。我们得知温度越高，2f和1f信号的峰值越小，这与高斯函数随气温变化的趋势相符。在不同湿度条件下，湿度越低，2f信号峰值越大；湿度越高，2f信号越小。这项研究对分析N2O与温度、湿度等环境参数之间的关系具备极其重大意义。我们大家都希望我们的研究结果能帮助环境机构为不同环境制定更有效的环境政策。未来，我们大家可以利用QCL来分析N2O与别的环境和气体参数之间的关系。参考：Effects of Temperature and Humidity on the AbsorptionSpectrum and Concentration of N
应用案例 具有4.53微米量子级联激光器和卡尔曼滤波器的湿度增强型N2O光声传感器
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