【技术实现步骤摘要】
using delayed balanced detection)在探测光路中加入一段光纤延时，使得参考光与探测信号产生相位差，进而形成差分探测，实现了背景信号的自动校准，但是该方法需要准确控制光纤的相位差，对光纤的工作环境与品质要求高。Vladimir Liger等在2019年发表在《传感器》(Sensors)第98卷第249页的论文《基于免标定的1f
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WMS测定吸收线强度先进的光纤耦合二极管激光传感器》(Advanced Fiber
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Coupled Diode Laser Sensor for Calibration
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Free 1f
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WMS Determination of an Absorption Line Intensity)设计了一种差分探测电路对探测信号进行差分运算的方式进行吸收光谱信号的测量，有效的提高了针对背景干扰强的情况下的测量结果的精度，但是提高了系统的复杂，并且所需的标准的差分控制难以适应于复杂环境。综上，以上通过光纤延时或者平衡探测的方法对背景信号进行实时消除的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于波长调制光谱信号在线递推解调的方法与系统，系统主要包括激光器调制模块、可调谐激光器、光谱数据探测采集模块、可配置数字解调器、在线递推解调模块以及核心控制模块；核心控制模块配置激光器调制模块调制可调谐激光器发出可用于自适应校准的波长调制信号形式的激光，同时可配数字解调器也由核心控制模块根据设计的调制波形配置，激光器调制模块发出的激光经过待测区域产生光谱吸收后，由光谱数据采集模块采集为数字信号序列，根据自适应校准波形调整信号强度，并基于FPGA设计在线递推解调模块同步调用可配置数字解调器中的解调算子与光谱数据采集模块中校准后的数据点进行在线递推解调，将解调后的光谱信号数据上传到计算机。2.按照权利要求1，一种用于波长调制光谱信号在线递推解调的方法与系统，其特征在于，核心控制模块配置激光器调制模块调制可调谐激光器发出可用于自适应校准的波长调制信号形式的激光，并在激光经过吸收区域后，光谱数据采集模块采集为数字信号序列，根据自适应校准波形调整信号强度；其中，107核心控制模块配置101激光器调制模块控制102可调谐激光器发出波长调制激光信号，调制波形分为两个部分，第一部分是强度校准波形，第二部分是波长调制波形，其中用于进行调制的正弦信号I0形式如下：其中，I
L
与I
H
分别为低频调制与高频调制信号强度，f
H
为高频调制频率，为高频调制信号的初始相位，f(t)为低频调制信号的函数，可表示为：其中的校准信号设计为矩形阶梯信号R(t)：R(t)＝a1(u(t)
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u(t
‑
τ))+a2(u(t
‑
τ)
‑
u(t
‑
2τ))+
…
+a
n
(u(t
‑
nτ+τ)
‑
u(t
‑
nτ))
ꢀꢀꢀ
(3)其中，u(t)为阶跃信号，τ表示单个阶梯宽度，a1,a2,
…
a
n
表示对应位置的阶梯信号幅值，其满足如下关系：a
n
＝rn
ꢀꢀꢀ
(4)其中，r表示阶梯递进斜率；则设计的波形信号I(t)可以表达为：I(t)＝[u(t)
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u(t
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nτ)]R(t)+[u(t
‑
nτ)
‑
u(t
‑
T)]I0(t)
ꢀꢀꢀ
(5)激光器调制模块发出的激光分别经过103待测对象和104光电探测模块探测为吸收信号，直接被105光电探测模块探测为参考信号，吸收信号与参考信号同时被106光谱数据采集模块采集后，输入109在线递推解调模块后结合在线递推解调方法求解出吸收谱线型信息，后由110成像数据上传模块上传到111计算机，111计算机通过与107核心控制模块通信控制系统；其中，106光谱数据采集模块采集到的吸收信号序列S
abs
与参考序列S
ref
，可以分别表示为，其中，N＝nτf
s
，f
s
为数据采集模块的采样速率，则可以根据以下方程对S
ref
进行校准：S
′
ref
＝aS
ref
+b
ꢀꢀꢀ
(7)
...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐立军，陆方皞，曹章，李泓瑶，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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