【技术实现步骤摘要】
一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法
本专利技术提出一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱
该方法用于使用一个激光吸收光谱进行待测气体温度快速提取。
技术介绍
可调谐二极管激光吸收光谱(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,TDLAS)技术由于其非侵入、高速、测量准确、系统简单成本低、抗干扰能力强等优点被广泛应用于燃烧场温度和典型产物浓度的测量。2019年ChangLiu等人发表在《应用光谱学综述》(AppliedSpectroscopyReviews)第54卷第1期1-44页的论文《激光吸收光谱学应用于反应流的燃烧诊断：综述》(Laserabsorptionspectroscopyforcombustiondiagnosisinreactiveflows：Areview)中综述了激光吸收光谱学在关键原理、传感器和仪器方面的进展和实际燃烧器测量中的应用。传统的TDLAS温度提取是使用比色法测量均匀气体温度或路径平均气体温度。2011年FeiLi...
【技术保护点】
1.一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法，所述的温度提取方法首先使波数扫描的激光经光纤分束器后，一路接入马赫曾德干涉仪后直接被01号光电探测器接收，另一路接入准直镜准直后，穿过待测气体，然后被02号光电探测器接收，综合两个探测器的信号和压力计测量的待测气体压力获得激光穿过待测气体后的吸收谱，然后计算吸收谱的一阶微分和二阶微分，接着建立温度快速提取模型，最后使用多元线性回归算法求解温度快速提取模型，进而提取待测气体的温度值。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法，所述的温度提取方法首先使波数扫描的激光经光纤分束器后，一路接入马赫曾德干涉仪后直接被01号光电探测器接收，另一路接入准直镜准直后，穿过待测气体，然后被02号光电探测器接收，综合两个探测器的信号和压力计测量的待测气体压力获得激光穿过待测气体后的吸收谱，然后计算吸收谱的一阶微分和二阶微分，接着建立温度快速提取模型，最后使用多元线性回归算法求解温度快速提取模型，进而提取待测气体的温度值。
2.按照权利要求1所述的一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法，其特征在于该温度快速提取方法包括以下步骤：
步骤一、获取激光穿过待测气体后的吸收谱；激光器输出中心波数为ν0[cm-1]、波数扫描的激光，激光经光纤分束器后，一路接入马赫曾德干涉仪后直接被01号光电探测器接收，获得从时间到相对波数的转换关系f，结合用于待测气体压力初步测量的压力计示数pm得到K个采样点处的绝对波数νa与时间t的关系：
va＝f(t)+v0+pmδ(1)
式中，δ为该吸收谱线的压致频移系数，另一路光纤分束器输出的激光接入准直镜准直后，穿过待测气体，然后被02号光电探测器接收，获得透射信号光强It(t)，使用透射信号两侧无吸收的位置拟合激光光强基线I0(t)，根据吸收率的定义，激光穿过待测气体后随时间变化的吸收率α(t)的计算公式为：
结合式(1)与式(2)得到随绝对波数变化的吸收率α(νa)，即吸收谱；
步骤二、计算吸收谱的一阶微分和二阶微分；对绝对波数值νa进行预处理：
获得预处理后的吸收谱α(ν)，计算预处理后的吸收谱α(ν)的三次样条插值函数Sp(ν)，即在所有波数点ν上选择(s+1)个节点w0,w1,…,ws，各节点间满足下述关系：
vmin＝w0＜w1＜…＜ws-1＜ws＝vmax(4)
式中，νmin和νmax分别是波数点的最小值和最大值，使得三次样条插值函数Sp(ν)在每个小区间[wi-1,wi](i＝1,2,.....
【专利技术属性】
技术研发人员：曹章，邱爽，徐立军，黄昂，杨亚如，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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