CN105044026A - 基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，使半导体激光器波长线性扫描、覆盖两个指定吸收线，通过待测气体的激光经接收电路进行窄带带通滤波和高速采集等处理后与参考吸收线进行波形匹配、去除各种噪声和干扰、保留实际吸收线，最后采用双光谱吸收线浓度反演算法、对待测气体浓度进行实时反演。本发明解决了目前激光吸收光谱技术气体浓度测量应用中广泛存在的量程范围和最低检测限难以兼顾的矛盾、确保了激光甲烷浓度测量最低检测限的同时提高浓度测量范围，解决了光和电干扰造成测量系统浓度误报问题、确保了测量的准确性。

Description

基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法

技术领域

本发明涉及激光光谱学领域中的可调谐半导体激光吸收光谱测量技术，涉及激光光谱信号处理中信号调制技术及微弱信号处理方法，尤其是一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法。

背景技术

瓦斯(主要成分：甲烷)突出及爆炸问题已成为煤矿安全的重要威胁，加强对瓦斯类危险气体的检测，已成为现代煤矿产业安全的基本保障。

采用气体分子激光吸收光谱技术实现的气体检测，具有精度高、反应快、抗气体干扰性强及非接触测量等特征，已成为现代气体检测的重点发展技术。对比目前常用的催化燃烧式检测技术，气体分子激光光谱吸收技术利用甲烷分子对激光吸收波长的独特性，确保仪器仅对甲烷气体产生感应检测，杜绝了其他气体对甲烷气体检测的干扰。而且，催化燃烧式甲烷检测技术在高浓度甲烷测量时，受氧气含量的影响，反而会出现浓度越高测量值越小的二值性误测问题，气体分子激光光谱吸收技术则从原理上杜绝了这种情况的发生。另外，由于气体分子激光光谱吸收技术采用的是甲烷分子与激光光子之间的作用效应，其测量过程的反应速度是其他任何技术都无法比拟的。随着半导体激光器工艺的发展和成本的降低，气体分子激光光谱吸收技术在气体检测行业中的广泛应用已成为必然趋势。

为了提高激光吸收光谱技术应用于气体浓度检测时的灵敏度,往往需要选择较强的气体吸收线，但是这就形成了最低检测限和量程之间的矛盾。以甲烷气体为例，利用气体分子激光光谱吸收技术实现高浓度气体检测时，强烈的甲烷气体吸收会使得吸收谱线信号饱和，造成测量值不能随着浓度的增加继续升高，量程受到限制。为解决问题，在保证测量精度的同时，提升测量量程范围达到0-100％，设计了一种基于双光谱吸收线波长线性扫描技术的激光甲烷浓度测量方法。该方法利用邻近双光谱吸收线的线性特性，实现了甲烷高/低浓度检测算法的自动切换，既确保了甲烷检测时的最低浓度检测限，又保证了高低浓度甲烷气体的全量程测量。

激光光谱测量技术应用过程中另一个难题是光路和电路中无处不在的干扰，常见情况包括：

(1)由于测量光路暴露在待测气体环境中，接收光电探测器很容易受到各种环境光的干扰；

(2)通过反射或者散射路径回到光电探测器的激光往往非常微弱，光电检测放大电路中的电噪声对光谱吸收波形的信噪比影响很大；

(3)有些测量环境，测量过程中反射激光的背景会发生变化，信号突变同样会对吸收波形造成干扰。

这些情况一旦发生，干扰就会改变甚至淹没实际气体吸收信号，导致的结果就是影响测量结果准确性，在一些有气体浓度报警要求的系统中会出现误报警情况。

本发明专利正是针对激光吸收光谱测量中存在的这些问题，采用波形匹配技术，根据标准吸收波形特征、剔除出现在两条吸收线附近的各种干扰和噪声，从而大大降低激光吸收光谱技术用于气体浓度测量时的误报率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，在保证激光甲烷浓度测量最低检测限的同时提高浓度测量范围，解决目前激光气体浓度测量技术中广泛存在的量程范围和最低检测限难以兼顾的矛盾，同时根据直接吸收波形特征进行实时波形匹配、解决激光吸收光谱测量过程中光路和电路中的干扰造成误报的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量系统，其特征在于：包括有半导体激光器、光电探测器，半导体激光器发射的激光穿过待测甲烷气团由光电探测器接收，光电探测器的信号输出端与高线性度低噪声前置放大电路的信号输入端连接，高线性度低噪声前置放大电路的信号输出端与带通滤波与放大电路的信号输入端连接，带通滤波与放大电路的信号输出端与数据采集与处理电路的信号输入端，信号采集与处理电路的信号输出端一方面与带线性补偿的调制信号生成器的信号输入端连接，带线性补偿的调制信号生成器的信号输出端与电流驱动电路的信号输入端连接，电流驱动电路的信号输出端与半导体激光器控制连接；信号采集与处理电路的信号输出端另一方面通过采用与线性补偿调制信号对应的吸收波形匹配算法和双光谱吸收线浓度反演方法计算出待测甲烷气团的浓度并输出。

一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于主要包括以下步骤：

(1)采用双光谱吸收线波长线性扫描技术对半导体激光器进行调制，输出波长线性扫描，扫描范围覆盖两个指定吸收线；

(2)通过待测甲烷气团的激光经光电探测器接收后进行前置放大、带通滤波放大和高速采集等处理后，采用吸收波形匹配算法与参考吸收线进行波形匹配，去除各种噪声、干扰，保留实际吸收线；

(3)采用双光谱吸收线浓度反演算法对待测甲烷气团浓度进行实时反演。

所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤(1)中提到的双光谱吸收线波长线性扫描技术，包括以下步骤：

(1)对半导体激光器进行线性扫描，采集光电转换后的信号，并进行二次多项式拟合，记录多项式参数；

(2)根据不同半导体激光器参数，对上一步骤中得到的多项式求反函数，并用此对激光器调制扫描函数进行线性补偿，产生波长线性扫描所需的调制信号波形数据；

(3)利用单片机和高位DA产生经过线性补偿的调制信号波形数据，配合温度控制模块和激光器电流驱动模块驱动半导体激光器进行波长线性扫描，获得稳定的宽谱线波长扫描激光输出。

所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤(2)中提到的吸收光谱波形匹配算法，包括以下步骤：

(1)为了突出吸收波形的特征，用于匹配算法的光谱吸收波形源自于对光电探测器获取的直接吸收信号进行交流放大和滤波结果；

(2)利用标准浓度气体获得参考光谱吸收波形，记录该光谱吸收的几个特征，包括起始值大小、吸收峰位置、吸收谷位置以及峰值谷值比值；

(3)根据波形匹配要求的严格程度和干扰强弱，设置上述特征的取值区间；

(4)依次将起始值大小、吸收峰位置、吸收谷位置以及峰值谷值比值与参考光谱吸收波形进行比较，只要其中一个参数不在所设置的取值区间内，就认定是干扰，同样，只有以上参数都在取值区间范围内，才判断是真实吸收。

所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤(1)中提到的双光谱吸收线浓度反演算法，包括以下步骤：

(1)利用Hitran2008数据库中获取两条相邻且吸收线强相差两个量级左右的甲烷气体吸收线；

(2)根据波形匹配和滤波去噪后的直接吸收信号波形特点，选择处理后的两条光谱吸收线作为浓度反演的依据；

(3)设置强吸收线峰值饱和门限值,当检测到的峰值大于该值时,认定吸收饱和；

(4)优先选择强吸收线用于浓度反演，强吸收线饱和之后改选弱吸收线，从而实现对激光甲烷气体高/低浓度算法的自动切换；

(5)根据Beer-Lambert吸收定律，利用检测到的接收光强和直接吸收波形峰峰值等参数，反演出目标气体浓度。

本发明的理论依据在于：

本发明利用半导体激光器的波长可调谐性与窄线宽特性，通过电流控制扫描获得调制的激光光谱；当激光频率与甲烷气体分子振动频率一致时，甲烷分子受激光光子激发吸收光子产生能级跃迁。根据Beer-Lambert吸收定律，频率为ν强度为I₀的入射光经过气体吸收后，其透射光强为：

I(ν)＝I₀(ν)exp[-S(T)φ(ν-ν₀,T)PxL]

其中S(T)为吸收线线强，为温度T的函数，φ(ν-ν₀,T)为归一化的吸收线线形函数，为频率和温度的函数，P为气体总压，x为吸收气体的浓度体积比，L为吸收光程长。

当气体总压P、温度T及光程长度L不变时，可将吸收线线形函数φ(ν-ν₀,T)作为常量，其入射光强I₀(ν)为已知，透射光强I(ν)可由光电探测器检测得知，则代入对应温度下的Hitran2008数据库标准气体吸收线线强S(T)，即可反演推知目标气体的浓度值x。

Hitran2008数据库是美国地球物理实验室开放的高分辨率分子透射吸收数据库，包含有多种分子谱线的光谱参数。附图1给出了甲烷(CH4)气体分子(296K)在1652nm到1655nm近红外光波长段的吸收光谱图，由图可知，在1653.7nm附近，存在较强的分子吸收强度，故选用1654nm可调制的窄线宽DFB激光器作为激光光源。附图2给出甲烷气体在1653.7nm波长段的光谱吸收强度细节图。图3给出了甲烷分子在1654.1nm波长详细吸收线强图。甲烷分子在1653.72nm到1653.3nm波长段有3个强吸收谱线，相邻谱线的频率间距大约为4.3KHz。在实际应用条件下，受气压展宽与温度展宽的影响，这三条谱线将会展宽叠加，形成如附图4所示的吸收线形。

表1为Hitran2008数据库给出的甲烷分子在1654nm附近的吸收线强数据。

波长(um)	波数	分子吸收线强
			1.6537223	6046.964700	1.335E-21
1.6537255	6046.952700	1.015E-21
			1.6537284	6046.942000	8.289E-22
1.6541064	6045.560300	1.040E-23
			1.6542307	6045.105900	1.506E-23

表1

从表中可知，距离上述3个强吸收谱线0.4nm左右，即1654.1064nm处存在一条较弱的吸收谱线，如附图3所示。其吸收线强1.040E-23比强吸收线强大约降低了2个量级。利用这两个波长相邻但吸收强度差异较大的分子吸收谱线，分别对高低浓度的甲烷气体进行测量，在低浓度测量时利用强吸收线实现高精度、低误差测量，在高浓度测量时利用弱吸收线测量避免吸收信号饱和，实现全量程的气体测量。同时，由于两者波长仅相差0.4nm，使得波长可调谐半导体激光器可以轻松实现覆盖两者的宽谱线波长扫描。需要说明的是，由于光谱吸收线线形展宽和探测接收电路带宽受限等因素，在处理之后的光谱吸收信号前三条吸收线会发生重叠(由于波长相距很近，吸收近似考虑线性叠加)，这样表现在接收信号上的两条光谱吸收线强度相差约300倍。因此，在甲烷气体浓度测量过程中，根据吸收光程，考虑选择1％作为吸收线切换的门限。甲烷浓度低于1％时选择较强吸收线，确保浓度较低时的吸收信号信噪比和浓度的最低检测限；甲烷气体浓度较高之后，例如大于5％，强吸收线往往会饱和、从而大大降低量程范围，此时弱吸收线已经比较突出，可以考虑切换弱吸收线作为浓度反演的依据。

光谱吸收线型受温度、压力等各种环境因素影响较大、过程也很复杂，但是对于大气中的气体泄漏检测，光谱吸收线型相对稳定，可以将处理后的光谱吸收波形作为判断是否真实甲烷气体吸收的依据。受到激光器工作特点限制，检测到的光谱吸收信号中往往叠加了很多与吸收线无关的直流或交流成分。因此，在进行波形匹配之前，有必要进行窄带带通滤波，用以滤除光谱吸收信号中的直流成分和无关的交流成分。经过窄带滤波的直接吸收波形仍然保留了许多可以用于波形匹配的信号特征，例如起始值、谷值位置、峰值位置和谷值峰值比等。

由于激光吸收光谱技术用于气体浓度测量时往往不需要分析光谱吸收线型的细节、只需要关注吸收线的强弱，而且为了完成甲烷气体浓度的实时测量，有必要提高波形匹配和浓度反演效率、简化波形匹配和浓度反演算法。因此，关于波形匹配和浓度反演算法的实现，此处提出的方案，都是在满足测量需要的前提下进行了优化和简化。

高/低浓度算法的计算结果，反演得到甲烷气体的实际浓度值，完成高精度、全量程(0％--100％浓度范围)的甲烷气体浓度测量并将浓度数值送入声光报警判断及液晶屏显示，同时经通信模块实现与上位机的数据传输。

本发明的优点是：

本发明针对激光吸收光谱技术应用中广泛存在的电路和光路中存在的各种干扰、单根光谱吸收线吸收范围有限等问题，解决了目前激光吸收光谱技术气体浓度测量应用中广泛存在的量程范围和最低检测限难以兼顾的矛盾、确保了激光甲烷浓度测量最低检测限的同时提高浓度测量范围，解决了光和电干扰造成测量系统浓度误报问题、确保了测量的准确性。

本发明的有益效果是：

们发明以气体分子激光吸收光谱技术为核心，采用了双光谱吸收线波长线性扫描、吸收光谱波形匹配和高效浓度反演算法，可以有效降低该技术应用过程中广泛存在的气体浓度误报率，在保证甲烷气体浓度测量最低检测限和测量精度的同时，将测量量程提升到全量程范围(0—100％)。

附图说明

图1为Hitran2008数据库甲烷分子在1652nm-1655nm波长段吸收线强图。

图2为Hitran2008数据库甲烷分子在1653.7nm波长详细吸收线强图。

图3为Hitran2008数据库甲烷分子在1654.1nm波长详细吸收线强图。

图4为甲烷分子吸收线展宽线形图。

图5为本发明系统方案框图。

图6为光谱吸收波形匹配流程图。

图7为经过带通滤波的正常吸收波形图。

图8为干扰波形图(第一个点的幅值过高)。

图9为干扰波形图(波峰的位置太靠后)。

图10为干扰波形图(波谷的位置太靠前)。

图11为干扰波形图(波峰高度与波谷的高度比值太小)。

图12为低浓度甲烷气体的双光谱吸收线波长线性扫描吸收谱线示意图。

图13为高浓度甲烷气体的双光谱吸收线波长线性扫描吸收谱线示意图。

图14为双光谱吸收线浓度反演算法流程图。

具体实施方式

附图5给出了适用基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法的系统方案。一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量系统，包括有半导体激光器1、光电探测器2，半导体激光器1发射的激光穿过待测甲烷气团3由光电探测器2接收，光电探测器2的信号输出端与高线性度低噪声前置放大电路4的信号输入端连接，高线性度低噪声前置放大电路4的信号输出端与带通滤波与放大电路5的信号输入端连接，带通滤波与放大电路5的信号输出端与数据采集与处理电路6的信号输入端，信号采集与处理电路6的信号输出端一方面与带线性补偿的调制信号生成器7的信号输入端连接，带线性补偿的调制信号生成器7的信号输出端与电流驱动电路8的信号输入端连接，电流驱动电路8的信号输出端与半导体激光器1控制连接；信号采集与处理电路6的信号输出端另一方面通过采用与线性补偿调制信号对应的吸收波形匹配算法9和双光谱吸收线浓度反演方法10计算出待测甲烷气团的浓度并输出。

图5中，半导体激光器采用单色性好、具有光隔离的DFB封装半导体激光器，这种激光器配合合适的激光器驱动，可以稳定实现约0.5nm以上的线性扫描波长范围。激光器的电流驱动模块为激光器提供驱动电流，对激光器输出波长进行连续调制，调制波长范围要求覆盖所选用的甲烷气体的相邻两个吸收线。输出激光经过待测甲烷气团后，因甲烷气体仅对特定波长的激光产生吸收，故透过甲烷气团的激光信号上即携带有待测甲烷气体的浓度信息。该透射激光被光电探测器接收，因光电效应使得该光信号转变为电流信号，将电流信号输入高线性度低噪声前置放大电路后，方能获得可采集处理的电压信号、同时确保线性扫描信号的线性度。探测器检测到的光谱吸收信号中存在大量的光或者电引入的噪声和干扰，而且受到激光器工作特点限制，往往叠加了很多与吸收线无关的直流或交流成分(调制信号)。因此，在进行波形匹配之前，有必要进行窄带带通滤波和放大，一方面为了抑制各种噪声和干扰、提高信噪比，另一方面用以滤除光谱吸收信号中的直流成分和无关的交流成分、突出光谱吸收波形特征。处理后的电压信号被输入数据采集与处理系统，进行高速A/D采集及数据处理。

再利用波形匹配算法，根据标准吸收波形特征、剔除出现在两条吸收线附近的各种干扰和噪声，从而大大降低激光吸收光谱技术用于气体浓度测量时的误报率。波形匹配的依据是标准吸收波形特征，主要思路如下：

1、波形第一个点的幅值：从正常吸收波形和干扰波形的对比分析来看，波形的起始形状是下降的曲线，所以当第一个点的幅值在预设阈值范围内时，可以大致判断出这段波形是否属于干扰波形，如果判断是干扰，则不进入遍历和计算程序，节省时间进入下一个采集周期；

2、波峰波谷的位置：从不同浓度的吸收波形来看，波峰波谷的位置是在一定范围内的，并且这个范围的变化不是很大，如果左边的极小值一定是比右边的极小值要小的，所以对于整个数组，只需要遍历一次，得出最大值和最小值的位置，如果落在设定的区间内，则进入下一步的计算程序；

3、分析正常吸收波形和干扰波形可以看出，波峰的高度与波谷的高度的比值也是满足一定的比值的，如果不满足这个设定区间，则一定是干扰波形；

4、如图7，从实际采集的大量数据分析来看，满足以上条件的波形，基本上都是正常的吸收波形，这样可以用最少的时间来剔除干扰波形，程序的流程图如图6所示。

波形匹配算法程序流程：

提取波形起始点的幅值，定义波形起始点的阈值下限、波形起始点的阈值上限、最大值位置的阈值下限、最大值位置的阈值上限、最小值位置的阈值下限、最小值位置的阈值上限；判断波形起始点的位置是否在定义的范围内(如图8所示)，如果符合条件，进入下一步；

获取IV转换的采样值，获取带通滤波后信号的采样值；

定义最小值临时变量、最大值临时变量；

遍历前50个点、得出最大最小值，遍历后50个点、得出最大最小值；

得出前50个点和后50个点的最大最小值，并得出差值，作为本底噪声；

遍历中间150个点，得出最大最小值，并记录下最大最小值的位置；

判断最大值和最小值的位置是否在设定的区间内、波峰高度与波谷高度的比值是否在设定的区间内(如图9、10、11所示)，从而完成波形匹配的过程。

附图8描述了具体的波形匹配算法的流程。

匹配后的光谱吸收波形，通过双光谱吸收线浓度反演算法，得到待测甲烷气体的浓度值。由于两条吸收线的强弱存在较大的差异，在低浓度时，1653.73nm波长处具有较明显的吸收信号，利用该吸收线进行低浓度气体检测，可实现气体检测的高精度；随着气体浓度的升高，该吸收线不断增强，直到底部达到饱和截止，此时该信号将无法用于检测，而此时在1654.1nm处的弱吸收线却可以明显的呈现，且远没有达到饱和，利用该吸收线来进行高浓度气体反演计算，就能将激光甲烷气体浓度的检测量程提升到全量程。

附图12为输入带通滤波前的低浓度甲烷气体的双光谱吸收线波长线性扫描吸收谱线电压信号示意图；附图13给出了输入带通滤波前的高浓度甲烷气体的双光谱吸收线波长线性扫描吸收谱线电压信号示意图。

双光谱吸收线浓度反演算法程序流程：

通过下降沿触发同步，作为信号采集同步点；

同步后进行数据连续采集和多个周期累加平均；

对匹配后光谱吸收波形区间内的最大值和最小值进行初始化；

在光谱吸收波形区间内轮寻找到最大值与最小值并计算峰峰值；

计算匹配且平均去噪之后的光谱吸收波形的峰峰值；

计算探测器直接接收到的IV转换信号峰峰值，进行若干周期平均、消除非线性影响，该值作为测量过程中的光强信号，在算法中用于消除光强波动对吸收强度的影响；

判断光谱吸收波形区间内信号前半段峰峰值是否饱和，以此选择算法切换；

光谱吸收波形前半段峰峰值不饱和，采用强吸收线进行计算，光谱吸收波形深吸收线峰峰值*2046，再除于IV转换信号峰峰值；

光谱吸收波形信号前半段峰峰值饱和，采用弱吸收线计算；

最终根据Beer-Lambert吸收定律计算得到的浓度反演数据。

附图14描述了具体的双光谱吸收线浓度反演算法的流程。

Claims (5)

1.一种基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量系统，其特征在于：包括有半导体激光器、光电探测器，半导体激光器发射的激光穿过待测甲烷气团由光电探测器接收，光电探测器的信号输出端与高线性度低噪声前置放大电路的信号输入端连接，高线性度低噪声前置放大电路的信号输出端与带通滤波与放大电路的信号输入端连接，带通滤波与放大电路的信号输出端与数据采集与处理电路的信号输入端，信号采集与处理电路的信号输出端一方面与带线性补偿的调制信号生成器的信号输入端连接，带线性补偿的调制信号生成器的信号输出端与电流驱动电路的信号输入端连接，电流驱动电路的信号输出端与半导体激光器控制连接；信号采集与处理电路的信号输出端另一方面通过采用与线性补偿调制信号对应的吸收波形匹配算法和双光谱吸收线浓度反演方法计算出待测甲烷气团的浓度并输出。

2.一种基于权利要求1的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于主要包括以下步骤：

（1）采用双光谱吸收线波长线性扫描技术对半导体激光器进行调制，输出波长线性扫描，扫描范围覆盖两个指定吸收线；

（2）通过待测甲烷气团的激光经光电探测器接收后进行前置放大、带通滤波放大和高速采集等处理后，采用吸收波形匹配算法与参考吸收线进行波形匹配，去除各种噪声、干扰，保留实际吸收线；

（3）采用双光谱吸收线浓度反演算法对待测甲烷气团浓度进行实时反演。

3.根据权利要求2所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤（1）中提到的双光谱吸收线波长线性扫描技术，包括以下步骤：

（1）对半导体激光器进行线性扫描，采集光电转换后的信号，并进行二次多项式拟合，记录多项式参数；

（2）根据不同半导体激光器参数，对上一步骤中得到的多项式求反函数，并用此对激光器调制扫描函数进行线性补偿，产生波长线性扫描所需的调制信号波形数据；

（3）利用单片机和高位DA产生经过线性补偿的调制信号波形数据，配合温度控制模块和激光器电流驱动模块驱动半导体激光器进行波长线性扫描，获得稳定的宽谱线波长扫描激光输出。

4.根据权利要求2所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤（2）中提到的吸收光谱波形匹配算法，包括以下步骤：

（1）为了突出吸收波形的特征，用于匹配算法的光谱吸收波形源自于对光电探测器获取的直接吸收信号进行交流放大和滤波结果；

（2）利用标准浓度气体获得参考光谱吸收波形，记录该光谱吸收的几个特征，包括起始值大小、吸收峰位置、吸收谷位置以及峰值谷值比值；

（3）根据波形匹配要求的严格程度和干扰强弱，设置上述特征的取值区间；

（4）依次将起始值大小、吸收峰位置、吸收谷位置以及峰值谷值比值与参考光谱吸收波形进行比较，只要其中一个参数不在所设置的取值区间内，就认定是干扰，同样，只有以上参数都在取值区间范围内，才判断是真实吸收。

5.根据权利要求2所述的基于双光谱吸收线和波形匹配的激光甲烷浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤（1）中提到的双光谱吸收线浓度反演算法，包括以下步骤：

（1）利用Hitran2008数据库中获取两条相邻且吸收线强相差两个量级左右的甲烷气体吸收线；

（2）根据波形匹配和滤波去噪后的直接吸收信号波形特点，选择处理后的两条光谱吸收线作为浓度反演的依据；

（3）设置强吸收线峰值饱和门限值,当检测到的峰值大于该值时,认定吸收饱和；

（4）优先选择强吸收线用于浓度反演，强吸收线饱和之后改选弱吸收线，从而实现对激光甲烷气体高/低浓度算法的自动切换；

（5）根据Beer-Lambert吸收定律，利用检测到的接收光强和直接吸收波形峰峰值等参数，反演出目标气体浓度。