CN111398216A - 气体浓度检测的多频调制方法、气体浓度检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体浓度检测的多频调制方法、气体浓度检测方法及系统，该多频调制方法包括：步骤S1：调节基础调制信号的幅值使得多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同；步骤S2：基于抖动调制信号的幅值调节区间、频率调节区间分别调节所述抖动调制信号的幅值和频率。其中，本发明在原单频调制系统中加入抖动调制信号构成多频调制系统，且通过调节基础调制信号的幅值以及抖动调制信号的幅值和频率可以有效地抑制背景干涉条纹噪声，有利于提高信噪比和系统气体浓度检测精度。

Description

气体浓度检测的多频调制方法、气体浓度检测方法及系统

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种应用于气体浓度检测的多频调制方法、气体浓度检测方法及系统。

背景技术

基于可调谐激光的TDLAS技术是近年来发展起来的一种新型光谱检测技术。其采用非接触式的测量方式，可以对待测样本进行精确选择分析，具有检测灵敏度高、分辨率高、实时性好等优点。因此，TDLAS技术已成为气体在线检测的主要手段。

激光在光学元件表面发生多次反射会引起干涉条纹，表现为一种周期性的低频噪声混叠在谐波信号中，对气体浓度特征值检测造成极大影响。干涉条纹受到驱动电流、激光器温度、标准具长度等多种因素的影响。为了能够有效抑制干涉条纹，科研工作者们提出了一些可行的方法。郭心骞等人提出了一种基于经验模态分解的多次去噪方法来降低多光程吸收光谱中的干涉噪声。D.S.Bomse等人提出了一种自适应奇异值分解算法。Alan Fried等人介绍了一种采用压强调制技术的半导体激光器，使多程吸收池中产生的干涉条纹最小化。此外，其他学者还提出了诸如平衡式气体检测法，傅里叶分析法，数字信号处理等方法。这些方法虽然对抑制干涉条纹有一定效果，但是会增加系统软件算法和硬件结构的复杂程度，影响系统实时性，且无法适用于不同检测对象，适应性不强。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体浓度检测的多频调制方法、气体浓度检测方法及系统，所述方法在不增加系统复杂度的情况下，从TDLAS-WMS系统调制信号的角度考虑，即在原有的调制信号的基础上添加抖动调制信号，无需新增复杂的噪声抑制算法，利用所述方法可以有效抑制背景干涉条纹噪声，有利于提高信噪比和系统气体浓度检测精度。

一方面，本发明提供一种气体浓度检测的多频调制方法，包括如下步骤：

步骤S1：调节基础调制信号的幅值使得多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中的峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同；

其中，在基于TDLAS-WMS单频调制的气体浓度检测系统中加入抖动调制信号得到多频调制的气体浓度检测系统，所述多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波信号由二次谐波吸收信号叠加背景干涉条纹构成；加入的抖动调制信号的频率初始值和幅值初始值为预设值；

步骤S2：基于抖动调制信号的幅值调节区间、频率调节区间分别调节所述抖动调制信号的幅值和频率。

本发明为了降低背景干涉条纹的影响，在原调制系统中加入了抖动调制信号构成多频调制系统。且研究发现背景干涉条纹是受基础调制信号的幅值m₁以及抖动调制信号的幅值m₂影响，为了抑制背景干涉条纹噪声，可以通过调节基础调制信号的幅值m₁以及抖动调制信号的幅值m₂抑制背景干涉条纹。由于基础调制信号的幅值m₁不仅会影响背景干涉条纹噪声水平大小，还会影响二次谐波吸收峰值信号，所以先调节m₁使二次谐波的峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点的横坐标相同，如此调节m1既可以使吸收信号的值较大，又可以一定程度上降低背景干涉条纹噪声；然后再调节抖动调制信号的幅值m₂和频率ω₂。其中，调节抖动调制信号的幅值m₂和频率ω₂时可以是在幅值调节区间、频率调节区间任意取值，也可以按照本申请下文阐述的方法进行取值，优选按照下文方法进行取值，可以更加有效地抑制背景干涉条纹噪声。

进一步优选，所述抖动调制信号的幅值理论最优值至少位于所述幅值调节区间，所述抖动调制信号的幅值理论最优值由零阶贝塞尔函数项达到第一零点处时得到。

进一步优选，所述抖动调制信号的幅值理论最优值如下：

M_d＝0.383/2lξ

式中，M_d为抖动调制信号的幅值理论最优值，l是标准具长度，ξ是激光器频率-电流调谐系数。零阶贝塞尔函数项达到第一零点处时约满足M₂＝0.383，而M₂＝2lm₂ξ，因此，得到抖动调制信号的幅值m₂的幅值理论最优值M_d的上述计算公式。

进一步优选，所述幅值调节区间为：[5，M_d+30]μA，M_d为抖动调制信号的幅值理论最优值。

进一步优选，基于抖动调制信号的幅值调节区间、频率调节区间分别调节所述抖动调制信号的幅值和频率的过程如下：

在所述幅值调节区间的范围以ΔMc等间距调节所述抖动调制信号的幅值，并每次调节幅值后采集N个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同幅值下二次谐波吸收曲线的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的幅值作为抖动调制信号的幅值，N为正整数；

在所述频率调节区间的范围以Δωc等间距调节所述抖动调制信号的频率，并每次调节频率后采集N个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同幅值下二次谐波吸收曲线的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的频率作为抖动调制信号的频率。

其中，用于衡量噪声水平的参数可以是二次谐波峰值的标准差也可以是Allan方差或者是其他参数，本发明对此不进行具体的限定。且为了排除环境因素等干扰，还可以将上述过程分别重复K1、K2次。

进一步优选，所述频率调节区间为：[0.2ω₁，0.4ω₁]，ω₁是基础调制信号的频率。

抖动调制信号频率ω₂并无理论最优值，当ω₂取ω₁、2ω₁、3ω₁等ω₁的整数倍时，往往会使二次谐波信号发生畸变；当ω₂<0.2ω₁时，背景干涉条纹噪声会变大；又考虑到系统硬件负担，ω₂的值不宜过大，因此，ω₂一般取0.2ω₁-0.4ω₁。

进一步优选，步骤S2中先调节所述抖动调制信号的幅值，再调节抖动调制信号的频率。

另一方面，本发明体用的一种气体浓度检测的多频调制方法，利用上述多频调制方法确定的基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率的气体浓度检测系统检测其他气体对象的浓度时，所述多频调制方法包括如下步骤：

首先，搭建利用检测前一类气体时按照所述多频调制方法调制的气体浓度检测系统，并用于检测其他气体对象的浓度；

其次，调节基础调制信号的幅值使得所述气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中的峰值点横坐标与当前背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同。

此外，本发明还提供一种气体浓度检测方法，包括如下步骤：

首先，利用上述多频调制方法调节基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率；

其次，基于调制后的气体浓度检测系统检测气体浓度。

最后，本发明还提供一种气体浓度检测系统，包括：锁相放大器、激光驱动器、温控模块、激光器、玻璃瓶以及光电探测器，其中，激光驱动器和光电探测器均与所述锁相放大器连接，所述温控模块内置于所述激光驱动器，所述激光驱动器以及温控模块与所述激光器连接，所述玻璃瓶设置于所述激光器的激光发射端一侧并置于激光器和光电探测器之间，玻璃瓶内装有待检测浓度的气体；

所述锁相放大器输出驱动电流信号至激光驱动器，所述驱动电流信号由低频锯齿波、基础调制信号以及抖动调制信号组成，所述基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率根据上述多频调制方法确定；

激光驱动器从锁相放大器接收驱动电流信号后生成控制电流并与温控模块共同控制激光器发射调制光；

激光器发射的调制光经过玻璃瓶后被光电探测器接收，所述光电探测器将光信号转换为吸收电信号，并输送至锁相放大器进行解调，锁相放大器解调后输出二次谐波信号。

进一步优选，该气体浓度检测系统还包括与锁相放大器连接的数字示波器或数字处理器。其中，数字示波器用于观察二次谐波信号，数字处理器可以用于进行数据处理。

有益效果

一方面，本发明提供的上述多频调制方法是在原有的单频调制系统中加入一个抖动调制信号构成多频调制系统，从而并没有增加多余的硬件元件也没有增加多余的噪声抑制算法，避免了使用复杂的数据处理方式和增设系统元件而导致的系统复杂度的增加。在引入抖动调制信号后，通过调节基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率可以有效地降低背景条纹干涉噪声，是从更加“本质”的角度切入，抑制了背景干涉条纹噪声。

另一方面，影响多频调制法中m₂，ω₂的因素是标准具长度，激光器温度，控制电流平均值等系统硬件参数，而与检测对象无关。当硬件系统固定后，这些参数是不变的。所以将m₂，ω₂调节至最优后，即使面对不同的检测对象，也不用再做调整，此时的系统的背景干涉条纹噪声已经达到最小水平。而传统的噪声抑制算法需要改变的参数多，实现步骤较为复杂，当改变检测对象时，还需要对相应参数做出调整。

附图说明

图1为TDLAS-WMS多频调制法的玻璃瓶内氧气含量检测系统示意图；

图2为基础调制信号幅值m₁的调节示意图；

图3为二次谐波峰值数据标准差随抖动调制信号幅值m₂的变化示意图；

图4为二次谐波峰值数据标准差随抖动调制信号频率ω₂的变化示意图；

图5为不同调制系统下的背景干涉条纹噪声；

图6为不同调制系统下的二次谐波吸收信号。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示为一种气体浓度检测系统的架构示意图，本实施例中玻璃瓶中装有氧气，本实施例中以氧气检测为例，其他可行的实施例中，气体检测对象可以是其他气体。

本实施例中气体浓度检测系统包括：锁相放大器、激光驱动器、温控模块、激光器、玻璃瓶、光电探测器、数字示波器以及数字处理器。其中，激光驱动器、光电探测器、数字示波器以及数字处理器均与锁相放大器连接，温控模块内置于激光驱动器，激光驱动器以及温控模块与所述激光器连接，玻璃瓶设置于激光器的激光发射端一侧并置于激光器和光电探测器之间。

锁相放大器输出驱动电流信号至激光驱动器，其驱动电流信号由低频锯齿波、高频正弦波(基础调制信号)和抖动调制信号组成。激光驱动器接受驱动电流信号后将其转换成控制电流并与温控模块共同作用，使激光器工作在电流调制模式下，并使激光中心波长维持在760.8nm处。激光器发出的调制光经过开放光路，穿过含有氧气的玻璃瓶，被光电探测器接收并转换成吸收电信号，送至锁相放大器中进行解调。锁相放大器输出的二次谐波信号最终被送入数字处理器进行数据处理；同时也可以通过数字示波器观察二次谐波信号，进行参数调节。其中，基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率按照下述的多频调制方法来确定。

二次谐波信号是由二次谐波吸收信号叠加了背景干涉条纹得到，降低背景干涉条纹带来的噪声可以抑制二次谐波基线漂移，提高信噪比和系统检测精度。本发明在原单频调制系统中加入抖动调制信号构成了多频调制系统，加入抖动调制信号后，激光驱动器的控制电流表示为：

i(t)＝i₀+m₁ cosω₁t+m₂ cosω₂t

式中，i(t)表示当前t时刻激光驱动器的控制电流，i₀是激光器驱动器输出的平均电流，m₁是基础调制信号的幅值，ω₁是基础调制信号的频率，它们的初始值设置与原系统单频调制系统的相同；ω₂是抖动调制信号的频率，其初始值设置为0.5ω₁；m₂是抖动调制信号的幅值，其初始值设置为0.5m₁。其他可行的实施例中，ω₂与m₂的初始值可以是其他设置，本发明对此不进行具体的限定。

同时，加入抖动调制信号后，背景干涉条纹可以近似表示为如下：

I₀Fcos(4πlv₀)J₂(2πM₁)J₀(2πM₂)

其中，M₁＝2lm₁ξ，M₂＝2lm₂ξ，I₀是激光器的平均输出光强，F是标准具精细度系数，l是标准具长度，ξ是激光器频率-电流调谐系数，v₀是激光器平均输出频率，J₂(2πM₁)是二阶贝塞尔函数项，J₀(2πM₂)是零阶贝塞尔函数项，M₁和M₂是为了方便表示定义的两个变量。

从上述背景干涉条纹的表达式可知，调节m₂使J₀为零可以抑制背景干涉条纹。由于m₁还会影响二次谐波吸收峰值信号，所以先调节m₁使二次谐波的峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相等，如图2所示，选取此时m₁的值。对于m₂，其理论上的最优值应使J₀达到第一零点处，此时M₂＝0.383，m₂的幅值理论最优值M_d可通过0.383/2lξ计算获得。然而上述背景干涉条纹公式是近似表达式，在实际应用中，最佳选择是调节抖动调制信号的幅值m₂使其在幅值理论最优值的一定范围内变换，同时分析不同的m₂值下的二次谐波峰值的噪声水平，进而找到m₂的实验最优值。抖动调制信号的频率ω₂并无理论最优值，当ω₂取ω₁、2ω₁、3ω₁等ω₁的整数倍时，往往会使二次谐波信号发生畸变；当ω₂<0.2ω₁时，背景干涉条纹噪声会变大；又考虑到系统硬件负担，ω₂的值不宜过大，因此，ω₂一般的取值范围：0.2ω₁-0.4ω₁。本发明实施例中优选在频率调节范围内调节ω₂使其在该范围内变化，同时分析不同ω₂值下的二次谐波峰值的误差水平找到ω₂的实验最优值。本发明实施例中m₂和ω₂的调节过程如下：

在幅值调节区间的范围[5，M_d+30]μA以ΔMc＝1μA等间距调高抖动调制信号的幅值m₂，并每次调节幅值m₂后采集500个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同幅值下二次谐波的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的幅值作为抖动调制信号的幅值m₂，为了排除环境因素等干扰，优选该过程重复K1次，K1＝5，其他可行的实施例中，K1可以设置为其他值。本实施例中噪声水平以二次谐波峰值的标准差，其可行的实施例中选择其他参数来表示噪声水平，譬如Allan方差。

在频率调节区间[0.2ω₁，0.4ω₁]的范围以Δωc＝0.01ω₁等间距调高抖动调制信号的频率ω₂，并每次调节频率ω₂后采集500个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同频率下二次谐波的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的频率作为抖动调制信号的频率。同理，为了排除环境因素等干扰，优选该过程重复K2次，K2＝2，其他可行的实施例中，K2可以设置为其他值。本实施例中噪声水平以二次谐波峰值的标准差，其可行的实施例中选择其他参数来表示噪声水平，譬如Allan方差。

基于上述理论性描述，本发明实施例提供的一种气体浓度检测的多频调制方法包括如下步骤：

首选，调节基础调制信号的幅值使得多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中的峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同；

然后，基于抖动调制信号的幅值调节区间调节所述抖动调制信号的幅值，本实施例中按照上述描述的过程执行，其他可行的实施例中，也可以在幅值调节区间选择幅值。

最后，基于抖动调制信号的频率调节区间调节抖动调制信号的频率，本实施例中按照上述描述的过程执行，其他可行的实施例中，也可以在频率调节区间选择频率。

需要说明的是，本实施例中先调节基础调制信号的幅值，再调节抖动调制信号的幅值，最后调节抖动调制信号的频率。其他可行的实施例中，可以先调节基础调制信号的幅值，至于抖动调制信号的幅值以及抖动调制信号的频率并无顺序要求。

由于影响多频调制法中m₂，ω₂的因素是标准具长度，激光器温度，控制电流平均值等系统硬件参数，而与检测对象无关。当硬件系统固定后，这些参数是不变的。所以将m₂，ω₂调节至最优后，即使面对不同的检测对象，也不用再做调整，此时的系统的背景干涉条纹噪声已经达到最小水平。因此，切换不同检测对象时，多频调制方法包括：

首先，搭建前一类气体对象确定的气体浓度检测系统，用于检测新气体对象的浓度；

然后，调节基础调制信号的幅值使得气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中的峰值点横坐标与当前背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同。

从上述可知，在系统硬件平台不变的情况下，切换不同检测对象时，m₂，ω₂不需要再调整，只需要针对不同检测对象调节基础调制信号的幅值m₁。

此外，本发明提供的多频调制方法是应用于氧气检测，本发明提供一种基于上述多频调制方法的气体浓度检测方法，其包括：

首先，利用上述多频调制方法调节系统中的基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率；

然后，基于调制后的气体浓度检测系统检测气体浓度。需要说明的是，该步骤是利用已知的浓度检测方法来实现。

为了实验本发明所述方法，实验内容如下：

实验中涉及的主要参数有：激光器中心频率v₁为13143.2cm^-1，氧气谱线中心频率v₀为13142.6cm^-1，大气压强P为1atm，激光器温度T为296K，开放光程长度L为30cm，玻璃瓶内氧气浓度X为21％，激光器频率-电流调谐系数ξ为0.6cm^-1/mA，标准具长度l为20cm，精细度系数F为0.08。扫描锯齿波频率f为25Hz，扫描锯齿波幅值m为10mA，扫描锯齿波直流偏置k为2mA，基础调制信号的频率ω₁为2500Hz，基础调制信号的幅值m₁初始值设为0.14mA，抖动调制信号的频率ω₂初始值设为0.5ω₁＝1250Hz，抖动调制信号的幅值m₂初始值设为0.5m₁＝70μA。现在开始对m₁、m₂、ω₂进行参数优化调节。

仔细微调m₁的值，同时观察示波器中二次谐波吸收峰值点相对于背景干涉条纹包络极小值点的位置变化，若远离，则反向调节m₁的值，直到二次谐波吸收峰与背景干涉条纹包络极小值点位置重合，如图2所示，此时m₁＝0.12mA。固定该值，然后调节m₂。

通过公式m₂＝0.383/2lξ和实验参数，计算得到m₂理论最优值为16μA。调节m₂，使其在[5μA，46μA]之间以1μA的间隔增加，同时在每个m₂值下测量500个二次谐波吸收峰值点，计算并记录这500个数据点的标准差。为排除环境波动带来的影响，将这一过程重复5次，分别对应图3中的实验1-实验5。图3显示了记录的二次谐波峰值数据标准差随m₂的变化。在图中，实验3的曲线在m₂＝18μA时取得最小值，其余4个实验的曲线均在m₂＝17μA时取得最小值。这两个值都与理论最优值十分接近，根据多数原则，选择m₂＝17μA，固定该值。

最后调节ω₂，使其在[500Hz，1000Hz]之间以25Hz的间隔增加，同时在每个ω₂值下测量500个二次谐波吸收峰值点，计算并记录这500个数据点的标准差。为排除环境波动带来的影响，将这一过程重复2次，分别对应图4中的实验1-实验2。图4显示了记录的二次谐波峰值数据标准差随ω₂的变化。图中两个实验的曲线重合度很高，在500Hz、550Hz、575Hz、600Hz、750Hz、800Hz、900Hz、950Hz、1000Hz等处，二次谐波信号都有不错的稳定性表现。考虑硬件负担，一般选择低频率，所以ω₂＝500Hz。

经过上述步骤，已完成多频调制系统的参数优化。现对比单频调制系统和多频调制系统的背景干涉条纹噪声水平。图5显示了无吸收气体条件下的背景干涉条纹2f信号。可以看出单频调制下的背景干涉条纹噪声要显著大于多频调制下的背景干涉条纹噪声，且会发生明显的基线漂移。通过计算得到：单频调制下的背景干涉条纹噪声均值为5.07，方差为2.85，方差均值比为56.2％；多频调制下的背景干涉条纹噪声均值为0.084，方差为0.0048，方差均值比为5.7％。图6显示，多频调制后的2f吸收信号与理想情况下的2f吸收信号拟合度很高。单频系统下的2f吸收信号已发生畸变和基线漂移，对系统测量精度和准确度造成很大影响。通过计算得到：单频系统下的2f吸收信号信噪比(SNR)为3.122dB，多频调制后的2f吸收信号信噪比为36.979dB，信噪比提升了一个数量级。综上所述，验证了本方法可以有效抑制系统干涉条纹噪声和基线漂移，提高系统信噪比和稳定性。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体浓度检测的多频调制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：调节基础调制信号的幅值使得多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线峰值点横坐标与背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同；

其中，在基于TDLAS-WMS单频调制的气体浓度检测系统中加入抖动调制信号得到多频调制的气体浓度检测系统，所述多频调制的气体浓度检测系统输出的二次谐波信号由二次谐波吸收信号叠加背景干涉条纹构成；加入的抖动调制信号的频率初始值和幅值初始值为预设值；

步骤S2：基于抖动调制信号的幅值调节区间、频率调节区间分别调节所述抖动调制信号的幅值和频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述抖动调制信号的幅值理论最优值至少位于所述幅值调节区间内，所述抖动调制信号的幅值理论最优值由零阶贝塞尔函数项达到第一零点处时得到。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述抖动调制信号的幅值理论最优值如下：

M_d＝0.383/2lξ

式中，M_d为抖动调制信号的幅值理论最优值，l是标准具长度，ξ是激光器频率-电流调谐系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述幅值调节区间为：[5，M_d+30]μA，M_d为抖动调制信号的幅值理论最优值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于抖动调制信号的幅值调节区间、频率调节区间分别调节所述抖动调制信号的幅值和频率的过程如下：

在所述幅值调节区间的范围以ΔMc等间距调节所述抖动调制信号的幅值，并每次调节幅值后采集N个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同幅值下二次谐波吸收曲线的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的幅值作为抖动调制信号的幅值，N为正整数；

在所述频率调节区间的范围以Δωc等间距调节所述抖动调制信号的频率，并每次调节频率后采集N个二次谐波吸收曲线的峰值，再比较不同频率下二次谐波吸收曲线的峰值的噪声水平，最后选取噪声水平最低时对应的频率作为抖动调制信号的频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述频率调节区间为：[0.2ω₁，0.4ω₁]，ω₁是基础调制信号的频率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中先调节所述抖动调制信号的幅值，再调节抖动调制信号的频率。

8.一种气体浓度检测的多频调制方法，其特征在于：利用权利要求1所述的方法确定的基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率的气体浓度检测系统检测其他气体对象的浓度时，所述多频调制方法包括如下步骤：

首先，搭建权利要求1确定的所述气体浓度检测系统，用于检测其他气体对象的浓度；

然后，调节基础调制信号的幅值使得所述气体浓度检测系统输出的二次谐波吸收曲线中的峰值点横坐标与当前背景干涉条纹包络的极小值点横坐标相同。

9.一种气体浓度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

首先，利用权利要求1或者权利要求8所述方法调节基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率；

其次，基于调制后的气体浓度检测系统检测气体浓度。

10.一种气体浓度检测系统，其特征在于：包括：锁相放大器、激光驱动器、温控模块、激光器、玻璃瓶以及光电探测器，其中，激光驱动器和光电探测器均与所述锁相放大器连接，所述温控模块内置于所述激光驱动器，所述激光驱动器以及温控模块均与所述激光器连接，所述玻璃瓶设置于所述激光器的激光发射端一侧并置于激光器和光电探测器之间，所述玻璃瓶内装有待检测浓度的气体；

所述锁相放大器输出驱动电流信号至激光驱动器，所述驱动电流信号由低频锯齿波、基础调制信号以及抖动调制信号组成，所述基础调制信号的幅值、抖动调制信号的幅值及频率根据权利要求1或者权利要求8所述方法确定；

激光驱动器从锁相放大器接收驱动电流信号后生成控制电流并与温控模块共同控制激光器发射调制光；

激光器发射的调制光经过玻璃瓶后被光电探测器接收，所述光电探测器将光信号转换为吸收电信号，并输送至锁相放大器进行解调，锁相放大器解调后输出二次谐波信号。

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