조정 가능한 다이오드 레이저 흡수 분광법(TDLAS) 기술을 이용해 일산화탄소(CO) 가스 농도를 측정할 때, 반전 정확도는 광강도, 온도, 압력 등의 영향을 받아 시스템 전체 오차를 분석하고 분배할 필요가 있다. TDLAS의 측정 정확도를 향상시키고 다중 오차가 측정에 미치는 영향을 줄이기 위해, 본 논문에서는 시스템 각 측정 오차의 분배 방법을 제안하였다. 먼저 CO 농도 반전 오차 모델을 구축하고, 이차 고조파 측정 원리에 기반하여 이차 고조파 피크, 광강도, 구동 전류, 온도, 압력 및 광로 등의 여러 오차를 도입하였다. 다음으로 난수화 방법을 이용해 시스템 각 오차가 농도 오차에 미치는 영향을 연구하고, 수치 적합법을 통해 농도 오차와 각 오차 간의 관계를 도출하며, 농도 오차가 각 오차 변화에 대한 민감도를 비교하였다. 마지막으로 구한 민감도 관계를 바탕으로 농도 측정 요구사항 및 기존 장치의 공정 수준을 종합 고려하여 각 오차를 합리적이고 효율적으로 분배하였다. 본 논문에서 제안한 각종 오차 분배 방안을 몬테카를로 방법으로 시뮬레이션하였으며, 시뮬레이션 결과 CO 체적 분율 2.5%일 때, 해당 오차 분배 방안은 농도 측정 절대 오차를 0.025% 미만으로 만들 수 있음을 보였다. 실험실 조건에서 체적 분율 2.5%인 CO를 측정한 결과 절대 오차는 0.01% 미만으로, CO 가스 농도의 고정밀 반전을 실현하였다. 본 연구 결과는 다중 오차 영향 하에서도 TDLAS 농도 검출 시스템의 측정 정확도를 보장하며, 동시에 시스템 설계 난이도와 경제적 비용을 효과적으로 낮출 수 있어 기기 개발과 응용에 중요한 지침적 의미를 가진다.

조정 가능한 다이오드 레이저 흡수 분광법;일산화탄소 (CO);농도 반전;오차 분배;몬테카를로 방법