基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及了一种基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统及方法，系统主要由信号发生器、激光驱动器、激光器、气体吸收池、信号处理模块、锁相放大器和计算机等组成，该系统可以获得气体红外吸收光谱的二次谐波信号。该方法对气体吸收光谱的二次谐波信号进行分析，首先通过连续小波变换获得对应气体的时频特征矩阵，然后对时频特征矩阵进行列相关性分析，根据列相关系数计算出特征吸收位置，接着在特征吸收位置处进行行相关性分析，通过行相关系数与识别阈值的比较，完成组分识别研究。本发明专利技术提出的气体检测方法可提高气体检测时的准确度，适用于气体组分识别研究，在痕量气体组分识别时能达到很好的识别效果。体组分识别时能达到很好的识别效果。体组分识别时能达到很好的识别效果。

【技术实现步骤摘要】
基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统及方法


[0001]本专利技术属于气体检测
，尤其是涉及一种基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统及方法。

技术介绍

[0002]气体检测技术的应用范围十分广泛，在呼吸诊断，大气污染，气体浓度计算、组分识别等领域均有涉及。传统的气体检测方法通常依据气体的物理、化学性质进行分析，这种方法应用较早且技术相对成熟。此方法主要是利用物质之间的化学反应、物质自身性质，通过先采样后测量的方法获得气体有关信息。传统气体检测方法具有操作简单、价格便宜等优点，但是均需采样，灵敏度低、抗干扰能力差，不适用于实时检测。随着气体检测要求不断提高，传统方法已不能满足需求，与此同时，以光谱法为代表的光学气体检测技术发展起来。
[0003]与传统气体检测方法相比，基于光谱分析的光学测量方法具有更多优势，对气体的吸收光谱进行分析，可获得气体相关信息，具有非接触、响应快速、无需采样、实时检测等优点。光谱法气体检测技术近年来发展迅速，广泛应用于空气质量监测、工业生产等多个领域。
[0004]基于调谐激光吸收光谱的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统，其特征在于，包括：信号发生器、激光驱动器、激光器、气体吸收池、信号处理模块、锁相放大器和计算机；所述气体吸收池中还设有透镜系统；所述信号处理模块包括前置放大器和光电探测器；所述激光器、透镜系统、以及光电探测器组成光学系统；所述信号发生器、激光驱动器、以及前置放大器组成电学系统；其中信号处理模块与气体吸收池和锁相放大器相连，信号发生器产生扫描信号进入激光驱动器、调制信号进入锁相放大器，激光驱动器驱动激光器产生激光，锁相放大器产生气体二次谐波信号被计算机采集，用于气体组分识别研究。2.根据权利要求1所述的基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统，其特征在于：所述气体吸收池基于White原理，在减少吸收池体积的情况下增加激光的光程长度，使激光得到充分吸收。3.根据权利要求1所述的基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统，其特征在于：所述激光器为分布反馈式激光器，适合近红外波长范围内的气体检测。4.一种基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：搭建基于调谐激光吸收光谱技术的气体组分识别系统，设置正确的系统参数，设置合适的实验条件，采集气体吸收光谱的二次谐波信号，利用计算机进行计算分析；步骤2：获得气体吸收光谱的二次谐波信号后，通过连续小波变换得到对应的二次谐波信号的时频特征矩阵，时频特征矩阵的尺度范围通过小波系数方差来判断；步骤3：对时频特征矩阵进行时间维度的相关性分析，计算待测气体在混合气体中的特征吸收位置；步骤4：在特征吸收位置处对时频特征矩阵进行频率维度的相关性分析，获得行相关性曲线；步骤5：把行相关系数与已知的识别阈值比较，如果行相关系数大于识别阈值，说明混...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永波，曹晓冬，郭萌，何海星，王立玢，苏玉婷，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：