环境问题近年来越发引起人们的关注,尤其是大气污染,对空气质量和人们的身体健康都造成了一定的危害,而随着汽车使用量越大造成的尾气排放污染越多以及化石燃料燃烧等人类活动加剧,大气污染状况居高不下,因此有必要对大气中各污染气体成分的浓度进行实时监测。本文基于光声光谱气体检测技术,从混合气体成分检测和对检测结果定量分析两方面着手,详细分析了由大气中一些主要污染气体NH₃、C₂H₄、SF₆组成的混合气体成分检测。基于光声检测的光声效应原理,利用物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对光声池进行有限元分析,仿真得到谐振状态和非谐振状态下的声压分布以及频率响应。根据气体分子红外吸收光谱理论,采用可调谐CO₂激光器作为光源,确定了NH₃、C₂H₄、SF₆的检测谱线分别为10.348μm、10.532μm、10.551μm,并提供了温度和气压变化时检测谱线对应的吸收系数修正方法。设计真空室、配气系统和基于LabVIEW的数据采集模块,构建光声气体检测系统,首先对单一气体NH₃和C₂H₄分别进行了测量,并对系统的准确性、稳定性和响应时间等性能进行分析,得到NH₃和C₂H₄的检测限分别为1.61 ppm、0.65 ppm。然后利用该检测系统通过不同激光波长照射光声池的方式实现混合气体成分测量,并分别采用最小二乘拟合和线性回归分析对检测结果进行处理,反演得到气体浓度。但C₂H₄气体检测存在与SF₆弱交叉吸收的情况,本文提出一种线性回归拟合的定量分析方法来实现气体分离,得到该混合气体检测系统对三种气体成分的检测限分别为1.65 ppm、0.6 ppm、0.023 ppm,其值与单一气体检测的结果相近。以上分析表明所设计的混合气体成分检测系统和浓度定量分析方法能够在大气环境下实现对NH₃、C₂H₄、SF₆的浓度监测,具有一定的实用价值。