(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210495220.0 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 山西大学 地址 030006 山西省太原市坞城路9 2号 (72)发明人 郑睿健　赵成浩　吕昕勃　赵刚　 元晋鹏　马维光　 (74)专利代理 机构 太原申立德知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 14115 专利代理师 孙乐 (51)Int.Cl. G01N 21/39(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种消除光强抖动对激光气体遥测影响的 方法 (57)摘要 本发明公开了一种消除光强抖动对激光气 体遥测影响的方法， 属于激光光谱技术领域。 本 发明通过截 取探测光强中的一段信号， 寻找其峰 的峰值从而获得光强起伏系数， 然后利用该系数 消除光强起伏对WMS的影响。 本发明方法简单、 便 捷， 算法不需要消耗很大的硬件和软件成本， 因 此非常适 合应用于 基于单片机的激光遥感仪 。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114942236 A 2022.08.26 CN 114942236 A 1.一种消除光强抖动对激光气体遥测影响的方法， 其特 征在于： 由函数发生器产生的两个信号， 经过加法器后接入激光驱动器， 再控制激光器电流， 使 出射的激光通过准直镜出射， 照射到 反射面后返回并被收光系统收集， 然后被探测器采集； 将探测器输出 的信号送入单片机系统进行处理， 对信号进行解调获得解调信号， 同时提取 光强调制幅度信号， 两个信号相除得到归一化的波长调制信号， 对信号进行拟合获得浓度 信息， 消除光强抖动。 2.根据权利要求1所述的一种消除光强抖动对激光气体遥测影响的方法， 其特 征在于： 函数发生器产生一个三角波信号和一个正弦波信号， 通过加法器将两个信号相加， 然 后送入激光驱动器， 从而改变激光器电流， 同时扫描和调制 激光频率， 得到的激光频率v表 示为： 其中， 为激光中心频率， a为调制深度， f为调制频率， t为时间； 对于激光驱动器， 对电流调谐的同时会引起激光 光强的变化， 激光出射 光强I0表示为： 其中， 为中心光强， ia为调制系数， φ为 光强调制 相对于频率调制的相位差； 当激光通过被测气体， 由于气体的吸收， 透射光强将会衰减， 经过反射面反射到达探测 器的光强It表示为： It(t)＝RI0(t)e‑α(v)＝RI0(t)(1‑α(v))        (3) 其中， R为反射 面引起的光强损耗， α 为吸 收系数； 吸 收系数表示 为： 其中Hk为吸收系数的傅里叶展开系数； 在波长调制光谱技术中， 通常使用一个和调制信号同频的参考信号对透射探测器输出 信号进行解调， 得到的解调信号X2f表示为： 其中G为增益系数， ψ表示解调相位； 根据对解调信号X2f进行线型拟合或寻找解调信号 X2f的峰值反演 气体浓度； 当激光频率远离气体吸 收线时， α(v)＝0， 此时将公式(3)调整为： 从公式(3)中可以看出无吸收波段的调制光强的幅度为 截取探测器测量 的一段光强信号， 求该段信号的峰峰值， 就等于2A； 或者利用该值对X2f进行归一化处理， 得 到结果为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114942236 A 2消除由于反射 面不同以及反射角度变化引起的光强抖动。 3.根据权利要求1所述的一种消除光强抖动对激光气体遥测影响的方法， 其特征在于： 所述截取探测器测量的一段光强信号的时间长度等于调制周期， 即1/f。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114942236 A 3