CN114705654A - 一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法及装置。该方法包括：获取测试光束穿过背景空间和待测气体后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号和目标光强信号；对获取到的光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；基于第一频域信号确定第一比值序列；基于第二频域信号确定第二比值序列；基于第三频域信号确定第三比值序列；基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度。通过本申请，解决了相关技术中TDLAS技术难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题。

Description

一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法及装置

技术领域

本申请涉及气体浓度测量技术领域，具体而言，涉及一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法及装置。

背景技术

TDLAS技术测量气体浓度的常规方法是，采用锯齿波叠加频率为Vo的高频正弦波调试信号驱动LD(Laser Diode半导体激光器)，调制后的光束穿过被测气体后，设备采集接收光信号并用锁相放大技术提取2v0(二次谐波)的信号强度，将2v0信号强度与标气浓度的对应关系，建立标定曲线。

需要说明的是，一方面，为了防尘和控温，市面上多数气体测量设备均会在设备的出光口和入光口安装窗口片，而窗口片会对激光光束引入干涉。具体地，窗口片或其他F-P(法布里波罗)效应引入的光学干涉现象，体现在光信号是低频的‘大波浪’，该干扰会改变光信号原有的形态；在一个光学系统中，即便每个元件不发生相对位移，‘大波浪’的形态也会随温漂或波长的扫描改变形态，这是因为产生干涉的条件是：F-P标准具的光程是入射波长一半的整数倍时(L＝nλ/2，n为正整数)。实际上在红外吸收检测领域，当光源为单色激光光源，且光路中有窗口片或其他F-P标准具等同元件时，容易发生光学的干涉效应；近红外比中红外更容易发生干涉效应。这些干涉现象中的干涉条纹会淹没真实信号，使得遥测设备采用2Vo解调算法无法完成正常测量。

另一方面，在气体检测的应用中，发射端到接收端的光程内空气中的待测气体对波长吸收有较大贡献，在TDLAS技术中，若只将光强吸收量’与‘幅值Y’建立直接关系，则即便无车经过时，待测气体中的一路仍然有吸收信号，使得按照得到的标定曲线无法准确计算待测气体的浓度。

针对相关技术中难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法及装置，以解决相关技术中难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。该方法包括：获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系。

可选地，获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号包括：获取测试光束穿过背景空间后测得的不同周期的背景光强信号，得到第一背景光强信号和第二背景光强信号，其中，不同周期为存在部分背景光强信号重叠的两个周期。

可选地，基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值包括：计算第三比值序列和第一比值序列的差值的绝对值之和，得到第一和值；计算第一比值序列和第二比值序列的差值的绝对值之和，得到第二和值；计算第一和值和第二和值的差值，并将得到的差值确定为第一目标值。

可选地，基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第一峰值序列，其中，目标长度对应的峰值数量为预设数量的二倍加一；基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第三峰值序列；基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第五峰值序列。

可选地，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第一频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第二峰值序列；基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第二频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第四峰值序列；基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第三频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第六峰值序列。

可选地，基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度包括：通过下式确定待测气体中的待测类型气体的浓度：

y＝aC²+bC+k，

其中，y为第一目标值，a、b、k为待测类型气体的浓度标定系数，C为待测类型气体的浓度。

可选地，在基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度之前，方法还包括：获取测试光束穿过第一空间后测得的第一光强信号和第二光强信号，并获取测试光束穿过第二空间后测得的第三光强信号，其中，第一空间为不存在待测类型气体的标准气体的空间，第二空间为存在待测类型气体的标准气体的空间；对第一光强信号、第二光强信号和第三光强信号分别进行傅里叶变化，得到第四频域信号、第五频域信号和第六频域信号；基于第四频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第七峰值序列，基于第四频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第八峰值序列，并计算第七峰值序列和第八峰值序列的比值，得到第四比值序列；基于第五频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第九峰值序列，基于第五频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十峰值序列，并计算第九峰值序列和第十峰值序列的比值，得到第五比值序列；基于第六频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十一峰值序列，基于第六频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十二峰值序列，并计算第十一峰值序列和第十二峰值序列的比值，得到第六比值序列；基于第四比值序列、第五比值序列以及第六比值序列确定第二目标值，并基于第二空间内的待测类型气体的标准气体的浓度和第二目标值，确定待测类型气体的浓度标定系数。

可选地，基于第二空间内的待测类型气体的标准气体的浓度和第二目标值，确定待测类型气体的浓度标定系数包括：获取多个待测类型气体的浓度对应的多个第二目标值，得到二维数组；基于二维数组确定多个坐标值，并基于多个坐标值拟合待测类型气体的浓度标定曲线，其中，浓度标定曲线对应的表达式为标定公式；基于浓度标定曲线确定待测类型气体的浓度标定系数。

根据本申请的另一方面，提供了一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置。该装置包括：第一获取单元，用于获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；第一转换单元，用于对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；第一确定单元，用于基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；第二确定单元，用于基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；第三确定单元，用于基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；第四确定单元，用于基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质用于存储程序，其中，程序运行时控制计算机存储介质所在的设备执行一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。

通过本申请，采用以下步骤：获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系，解决了相关技术中TDLAS技术难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题。通过对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行处理，得到第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列，并基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定待测气体中待测类型气体的浓度，实现了第一目标值的回零，消除了消除多种干涉现象的影响，消除了光强变化对浓度计算的影响，进而达到了提高确定气体中的待测组分的含量的准确度的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法的流程图；

图2是根据本申请实施例提供的气体浓度的测量系统的示意图；

图3是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的波形示意图；

图4a是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的频谱图一；

图4b是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的频谱图二；

图5是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中背景光强信号和三种干涉状态下的光强信号示意图；

图6是采用本申请实施例方法计算得到的三种干涉状态下的第一目标值Y值示意图；

图7是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请的实施例，提供了一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。

图1是根据本申请实施例的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号。

具体地，获取测试光束可以为激光器产生的激光光束，如图2所示，是根据本申请实施例提供的气体浓度的测量系统的示意图，激光器控制器由锯齿波扫描电流叠加高频正弦波(调制频率为V0)后得到驱动电流，采用驱动电流驱动LD激光器以产生测试光束，同时，通过LD控制器调整激光器的驱动电流的扫描区间或控温区间，使得激光器工作的波长扫描区间包含选定的待测类型气体的吸收峰。需要说明的是，气体浓度的测量系统中至少有1个“窗口片或其他F-P等效元件”，可以包含多个，本实施例中以一个为例。

其中，待测气体可以为机动车尾气，在待测气体为机动车尾气的情况下，在机动车的车头处通过探测器采集背景光强信号s0，包括第一背景光强信号S01和第二背景光强信号S0r，探测器可以为红外光探测器，在车尾采集吸收信号，也即目标光强信号S，从而避免车尾的黑烟或水雾被误判为吸收信号。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号包括：获取测试光束穿过背景空间后测得的不同周期的背景光强信号，得到第一背景光强信号和第二背景光强信号，其中，不同周期为存在部分背景光强信号重叠的两个周期。

具体地，不同周期可以为相邻的两个周期，也可以是周期时间间隔较短、使得背景光强信号存在较大重叠部分的两个周期，本实施例采集的背景光强信号S0可以为两个相邻周期的第一背景光强信号S01和第二背景光强信号S0r，因锯齿波扫描频率为几十上百赫兹，相邻信号的时间间隔约10ms～20ms，S01和S0r信号几乎完全重叠。

图3是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的波形示意图，如图3所示，由于激光光束穿过了窗口片(或其他F-P等效元件)，S01、S0r信号和S信号均会叠加不同程度的干涉现象。

步骤S102，对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号。

具体地，对采集到的S01、S0r和S分别做傅里叶变换，从时域转换为频域，得到三个信号对应的光强信号，由于S01和S0r为时间上相邻的两个周期信号，S01和S0r处于基本重叠状态。

步骤S103，基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列。

需要说明的是，对采集到的S01、S0r和S从时域转换为频域后，由于S01和S0r为时间上相邻的两个周期信号，每3个靠近的S01，S0r和S在横轴上对应同一个频率点，为了便于展示，分别将中的S01和S0r的各个频率点的数据相对于S进行了水平方向不同程度的平移，得到本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的频谱图一(图4a)和本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中第一背景光强信号、第二背景光强信号以及目标光强信号的频谱图二(图4b)，避免三个同频率点重合，视觉上难以分辨。

具体地，如图4a和图4b所示，对于第一频域信号S01，第一个频率峰为频谱中0.24khz对应的峰，第一个频率峰的相邻峰可以为第一个频率峰右侧的多个频率对应的峰，中心频率V0为14.24hz，中心频率峰可以为14.24hz对应的峰，中心频率峰的相邻峰可以为中心频率峰左右两侧的多个频率对应的峰。

需要说明的是，由第一频域信号S01确定的第一峰值序列和第二峰值序列的长度相同，均为目标长度，且峰值变化规律相同。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第一峰值序列，其中，目标长度对应的峰值数量为预设数量的二倍加一；基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第一频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第二峰值序列。

例如，取S01的第一点到第n+1频率点的频率值，记为数组B01，取S01的第二点到第n+1频率点的频率值，记为数组B02，将数组B01和B02拼接，记为数组D01，也即第一峰值序列，第一峰值序列长度为2n+1。

取S01的中心频率V0及其左侧的n个频率值，记为一维数组A01，将A01向右翻转，使得峰值呈现从大到小的变化趋势，得到一维数组A01'，取中心频率Vo右侧的n个频率值，组成一维数组A012，将数组A01'和A012拼接，记为数组C01，也即第二峰值序列，第二峰值序列长度为2n+1。

需要说明的是，第一峰值序列和第二峰值序列长度均为2n+1，且变化趋势相同，按照频率峰一一对应的关系，将C01中的峰值除以D01，得到结果α，也即第一比值序列，α的长度为2n+1。

步骤S104，基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列。

具体地，如图4a和图4b所示，对于第二频域信号S0r，第一个频率峰为频谱中0.24khz对应的峰，第一个频率峰的相邻峰可以为第一个频率峰右侧的多个频率对应的峰，中心频率V0为14.24hz，中心频率峰可以为14.24hz对应的峰，中心频率峰的相邻峰可以为中心频率峰左右两侧的多个频率对应的峰。

需要说明的是，由第二频域信号S0r确定的第三峰值序列和第四峰值序列的长度相同，均为目标长度，且峰值变化规律相同。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第三峰值序列；基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第二频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第四峰值序列。

例如，取S0r的第一点到第n+1频率点的频率值，记为数组B0r，取S02的第二点到第n+1频率点的频率值，记为数组B0r2，将数组B0r和B0r2拼接，记为数组D0r，也即第三峰值序列，第三峰值序列长度为2n+1。

取S0r的中心频率V0及其左侧的n个频率值，记为一维数组A0r，将A0r向右翻转，使得峰值呈现从大到小的变化趋势，得到一维数组A01'，取中心频率Vo右侧的n个频率值，组成一维数组A0r2，将数组A01'和A0r2拼接，记为数组C0r，也即第四峰值序列，第四峰值序列长度为2n+1。

需要说明的是，第三峰值序列和第四峰值序列长度均为2n+1，且变化趋势相同，按照频率峰一一对应的关系，将C0r中的峰值除以D0r，得到结果β，也即第二比值序列，β的长度为2n+1。

步骤S105，基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列。

具体地，如图4a和图4b所示，对于第三频域信号S，第一个频率峰为频谱中0.24khz对应的峰，第一个频率峰的相邻峰可以为第一个频率峰右侧的多个频率对应的峰，中心频率V0为14.24khz，中心频率峰可以为14.24khz对应的峰，中心频率峰的相邻峰可以为中心频率峰左右两侧的多个频率对应的峰。需要说明的是，由第三频域信号S确定的第一峰值序列和第二峰值序列的长度相同，均为目标长度，峰值变化规律相同。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第五峰值序列；基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第三频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第六峰值序列。

例如，取S02的第一点到第n+1频率点的频率值，记为数组B1，取S02的第二点到第n+1频率点的频率值，记为数组B2，将数组B1和B2拼接，记为数组D2，也即第五峰值序列，第五峰值序列长度为2n+1。

取S01的中心频率V0及其左侧的n个频率值，记为一维数组A1，将A1向右翻转，使得峰值呈现从大到小的变化趋势，得到一维数组A1'，取中心频率Vo右侧的n个频率值，组成一维数组A2，将数组A1'和A2拼接，记为数组C2，也即第六峰值序列，第六峰值序列长度为2n+1。

需要说明的是，第五峰值序列和第六峰值序列长度均为2n+1，且变化趋势相同，按照频率峰一一对应的关系，将C2中的峰值除以D2，得到结果γ，也即第三比值序列，γ的长度为2n+1。

步骤S106，基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系。

具体地，第一目标值为Y，建立幅度Y与α、β、γ的关系，将Y代入已确定标定浓度标定系数的标定公式，得到待测气体中测类型气体的浓度。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值包括：计算第三比值序列和第一比值序列的差值的绝对值之和，得到第一和值；计算第一比值序列和第二比值序列的差值的绝对值之和，得到第二和值；计算第一和值和第二和值的差值，并将得到的差值确定为第一目标值。

具体地，计算第三比值序列和第一比值序列的差值的绝对值之和Σ|γ-α|，计算第一比值序列和第二比值序列的差值的绝对值之和Σ|α-β|，计算第一和值和第二和值的差值Y＝Σ|γ-α|-Σ|α-β|，需要说明的是，被减项Σ|γ-α|为Y值的主要贡献项，设置减数项Σ|α-β|的目的为：当标气浓度为0时，幅度Y值在零值附近，该目的也是设置背景信号S0r的目的。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度包括：通过下式确定待测气体中的待测类型气体的浓度：

y＝aC²+bC+k，

其中，y为第一目标值，a、b、k为待测类型气体的浓度标定系数，C为待测类型气体的浓度。

例如，在待测气体为尾气，待测类型气体为CO2的情况下，获取CO2的浓度标定公式，将CO2对应的第一目标值代入对应的标定公式，即可得到尾气中CO2的浓度。

需要说明的是，一方面，本实施例取了2个背景信号S0和S0r，当被测气体浓度是零时，相当于取了3个背景信号，从Y值对应的公式的含义可以看出，通过3个信号确定Y值，可实现被测气体浓度为零时的Y值的回零，本实施例与相关技术中的消除光强变化算法的回零效果相比，回零效果更好。

另一方面，由于干涉信号是低频信号，分布在FFT图谱的低频区，本实施例中使用中心频率附近的数据确定气体浓度，滤除FFT图谱低频区的2n+1个值，也即，滤除干涉信号与相关技术对比，兼容不同干涉干扰的效果更好。

具体的，图5是根据本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中背景光强信号和三种干涉状态的波形示意图，由图可知，三种背景光强不仅光强不等，其‘大波浪’(也就是干涉)状态也不同，图6是根据本申请实施例计算得到的三种光强状态第一目标值Y值的示意图，从图5和图6可知，虽然三种光强状态的干涉状态不同，光强不同，用本申请中的方法计算得到的结果(S1，S2，S3)一致性很好。

再一方面，本实施例中在确定α、β、γ，从而确定Y值时，分母是FFT图谱低频区域的2n+1个值，从而达到了消除光强变化对浓度计算的影响的效果。

在确定待测气体中待测类型气体的浓度之前，需要提前确定待测类型气体的浓度标定系数，可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，在基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度之前，方法还包括：获取测试光束穿过第一空间后测得的第一光强信号和第二光强信号，并获取测试光束穿过第二空间后测得的第三光强信号，其中，第一空间为不存在待测类型气体的标准气体的空间，第二空间为存在待测类型气体的标准气体的空间；对第一光强信号、第二光强信号和第三光强信号分别进行傅里叶变化，得到第四频域信号、第五频域信号和第六频域信号；基于第四频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第七峰值序列，基于第四频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第八峰值序列，并计算第七峰值序列和第八峰值序列的比值，得到第四比值序列；基于第五频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第九峰值序列，基于第五频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十峰值序列，并计算第九峰值序列和第十峰值序列的比值，得到第五比值序列；基于第六频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十一峰值序列，基于第六频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十二峰值序列，并计算第十一峰值序列和第十二峰值序列的比值，得到第六比值序列；基于第四比值序列、第五比值序列以及第六比值序列确定第二目标值，并基于第二空间内的待测类型气体的标准气体的浓度和第二目标值，确定待测类型气体的浓度标定系数。

需要说明的是，待测类型气体的浓度标定系数和确定待测类型气体的浓度的方式原理相同，激光器驱动器由低频锯齿波叠加高频正弦波(频率为v0)后，驱动LD激光器，激光器的锯齿波扫描区间扫描的光波长包含待测气体的吸收峰，激光器发出的光束穿过窗口片(或其他F-P等效元件)后，经过无标气/充有标气的密闭吸收池或开放空间，也即，可使用密闭气室充标准气体，也可采用开放环境内喷标气，被探测器收集，记录其接收光强信号s0(S0包含两个相邻周期S01和S0r)和S，探测器的接收信号由采集卡采集并传送到计算机处理。

首先，通过计算机对采集到的S01、S0r和S信号分别做傅里叶变换，得到三信号对应的光强信号。

进一步的，分别取上述三信号的FFT频谱中，中心频率V0及其左侧的n个频率值，分别记为一维数组E01、E0r和E1；并将其左右翻转(翻转的目的是将该数组右侧最大值翻转到左侧，与F系列数组左右幅值变化趋势保持一致)，记为一维数组E01'、E0r'和E1'。并取中心频率Vo右侧的n个频率值，组成一维数组E012、E0r2和E2。将数组E01'和E012拼接，记为数组G01；将数组E0r'和E0r2拼接，记为数组G0r；将数组E1'和E2拼接，记为数组G2。

进一步的，分别取S01、S0r和S的频谱图中，第一点到第n+1频率点的频率值，记为数组F01、F0r和F1；三者频谱图中第二点到第n+1点的频率值，记为数组F02、F0r2和F2。将数组F01和F02拼接，记为数组H01；将数组F0r和F0r2拼接，记为数组H0r；将数组F1和F2拼接记为数组H2；拼接后的数组长度均为2n+1。

进一步的，将G01除以H01的值记为α'，将G0r除以H0r的值记为β'，将G2除以H2的值记为γ'，一维数组α'、β'、γ'的长度均为2n+1；通过下式建立幅度Y'与α'、β'、γ'的关系：Y'＝Σ|γ'-α'|-Σ|α'-β'|。

最后，根据多组幅值Y'和标定公式确定待测类型气体的浓度标定系数。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法中，基于第二空间内的待测类型气体的标准气体的浓度和第二目标值，确定待测类型气体的浓度标定系数包括：获取多个待测类型气体的浓度对应的多个第二目标值，得到二维数组；基于二维数组确定多个坐标值，并基于多个坐标值拟合待测类型气体的浓度标定曲线，其中，浓度标定曲线对应的表达式为标定公式；基于浓度标定曲线确定待测类型气体的浓度标定系数。

具体地，采用多种(大于3种)标气浓度标定该装置，得到多种幅值Y'，通过多种幅值Y'和标定公式y＝aC²+bC+c构建浓度标定曲线图，对浓度标定曲线图拟合，得到待测类型气体的浓度标定系数：a、b和c。

本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法，通过获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系，解决了相关技术中TDLAS技术难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题。通过对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行处理，得到第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列，并基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定待测气体中待测类型气体的浓度，实现了第一目标值的回零，消除了消除多种干涉现象的影响，消除了光强变化对浓度计算的影响，进而达到了提高确定气体中的待测组分的含量的准确度的效果。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请实施例还提供了一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置，需要说明的是，本申请实施例的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。以下对本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置进行介绍。

图7是根据本申请实施例的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置的示意图。如图7所示，该装置包括：第一获取单元10、第一转换单元20、第一确定单元30、第二确定单元40、第五确定单元50和第六确定单元60。

具体地，第一获取单元10，用于获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号。

第一转换单元20，用于对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号。

第一确定单元30，用于基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列。

第二确定单元40，用于基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列。

第三确定单元50，用于基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列。

第四确定单元60，用于基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系。

本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置，通过第一获取单元10获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；第一转换单元20对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；第一确定单元30基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列，并计算第一峰值序列和第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；第二确定单元40基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列，基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列，并计算第三峰值序列和第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；第三确定单元50基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列，基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列，并计算第五峰值序列和第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；第四确定单元60基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定第一目标值，并基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，其中，标定公式用于表征第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及待测类型气体的浓度之间的关系，解决了相关技术中TDLAS技术难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题，通过对第一背景光强信号、第二背景光强信号和目标光强信号分别进行处理，得到第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列，并基于第一比值序列、第二比值序列和第三比值序列确定待测气体中待测类型气体的浓度，实现了第一目标值的回零，消除了消除多种干涉现象的影响，消除了光强变化对浓度计算的影响，进而达到了提高确定气体中的待测组分的含量的准确度的效果。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第一获取单元10包括：第一获取模块，用于获取测试光束穿过背景空间后测得的不同周期的背景光强信号，得到第一背景光强信号和第二背景光强信号，其中，不同周期为存在部分背景光强信号重叠的两个周期。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第四确定单元60包括：第一计算模块，用于计算第三比值序列和第一比值序列的差值的绝对值之和，得到第一和值；第二计算模块，用于计算第一比值序列和第二比值序列的差值的绝对值之和，得到第二和值；第三计算模块，用于计算第一和值和第二和值的差值，并将得到的差值确定为第一目标值。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第一确定单元30包括：第一确定模块，用于基于第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，包括：按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第一峰值序列，其中，目标长度对应的峰值数量为预设数量的二倍加一；第二确定模块，用于基于第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第三峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第三峰值序列；第三确定模块，用于基于第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第五峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的第二个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第五峰值序列。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第一确定单元30还包括：第四确定模块，用于基于第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第二峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第一频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第一频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第二峰值序列；第五确定模块，用于基于第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第四峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第二频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第二频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第四峰值序列；第六确定模块，用于基于第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第六峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取第三频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取第三频域信号的中心频率峰右侧的预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到第六峰值序列。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第四确定单元60包括第七确定模块，用于基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度，七确定模块用于通过下式确定待测气体中的待测类型气体的浓度：y＝aC²+bC+k，其中，y为第一目标值，a、b、k为待测类型气体的浓度标定系数，C为待测类型气体的浓度。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，装置还包括：第二获取单元，用于获在基于第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定待测气体中待测类型气体的浓度之前，取测试光束穿过第一空间后测得的第一光强信号和第二光强信号，并获取测试光束穿过第二空间后测得的第三光强信号，其中，第一空间为不存在待测类型气体的标准气体的空间，第二空间为存在待测类型气体的标准气体的空间；第二转换单元，用于对第一光强信号、第二光强信号和第三光强信号分别进行傅里叶变化，得到第四频域信号、第五频域信号和第六频域信号；第五确定单元，用于基于第四频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第七峰值序列，基于第四频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第八峰值序列，并计算第七峰值序列和第八峰值序列的比值，得到第四比值序列；第六确定单元，用于基于第五频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第九峰值序列，基于第五频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十峰值序列，并计算第九峰值序列和第十峰值序列的比值，得到第五比值序列；第七确定单元，用于基于第六频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十一峰值序列，基于第六频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第十二峰值序列，并计算第十一峰值序列和第十二峰值序列的比值，得到第六比值序列；第八确定单元，用于基于第四比值序列、第五比值序列以及第六比值序列确定第二目标值，并基于第二空间内的待测类型气体的标准气体的浓度和第二目标值，确定待测类型气体的浓度标定系数。

可选地，在本申请实施例提供的兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置中，第八确定单元包括：第二获取模块，用于获取多个待测类型气体的浓度对应的多个第二目标值，得到二维数组；拟合模块，用于基于二维数组确定多个坐标值，并基于多个坐标值拟合待测类型气体的浓度标定曲线，其中，浓度标定曲线对应的表达式为标定公式；第八确定模块，用于基于浓度标定曲线确定待测类型气体的浓度标定系数。

上述兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元10、第一转换单元20、第一确定单元30、第二确定单元40、第五确定单元50和第六确定单元60等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决相关技术中TDLAS技术难以准确地确定气体中的待测组分的含量的问题。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质用于存储程序，其中，程序运行时控制计算机存储介质所在的设备执行一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。

本申请实施例还提供了一种电子装置，包含处理器和存储器；存储器中存储有计算机可读指令，处理器用于运行计算机可读指令，其中，计算机可读指令运行时执行一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。本文中的电子装置可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法，其特征在于，包括：

获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取所述测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；

对所述第一背景光强信号、所述第二背景光强信号和所述目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；

基于所述第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于所述第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第二峰值序列，并计算所述第一峰值序列和所述第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；

基于所述第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第三峰值序列，基于所述第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第四峰值序列，并计算所述第三峰值序列和所述第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；

基于所述第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第五峰值序列，基于所述第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第六峰值序列，并计算所述第五峰值序列和所述第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；

基于所述第一比值序列、所述第二比值序列和所述第三比值序列确定第一目标值，并基于所述第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度，其中，所述标定公式用于表征所述第一目标值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及所述待测类型气体的浓度之间的关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号包括：

获取所述测试光束穿过所述背景空间后测得的不同周期的背景光强信号，得到所述第一背景光强信号和所述第二背景光强信号，其中，所述不同周期为存在部分背景光强信号重叠的两个周期。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一比值序列、所述第二比值序列和所述第三比值序列确定第一目标值包括：

计算所述第三比值序列和所述第一比值序列的差值的绝对值之和，得到第一和值；

计算所述第一比值序列和所述第二比值序列的差值的绝对值之和，得到第二和值；

计算所述第一和值和所述第二和值的差值，并将得到的差值确定为所述第一目标值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

基于所述第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取所述第一频域信号的第一个频率峰之后的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第一频域信号的第二个频率峰之后的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第一峰值序列，其中，所述目标长度对应的峰值数量为所述预设数量的二倍加一；

基于所述第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第三峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取所述第二频域信号的第一个频率峰之后的所述预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第二频域信号的第二个频率峰之后的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第三峰值序列；

基于所述第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第五峰值序列包括：按照从前至后的顺序获取所述第三频域信号的第一个频率峰之后的所述预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第三频域信号的第二个频率峰之后的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第五峰值序列。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

基于所述第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第二峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取所述第一频域信号的中心频率峰及其左侧的预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第一频域信号的中心频率峰右侧的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第二峰值序列；

基于所述第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第四峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取所述第二频域信号的中心频率峰及其左侧的所述预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第二频域信号的中心频率峰右侧的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第四峰值序列；

基于所述第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第六峰值序列包括：按照从后至前的顺序获取所述第三频域信号的中心频率峰及其左侧的所述预设数量的峰的幅值，按照从前至后的顺序获取所述第三频域信号的中心频率峰右侧的所述预设数量的峰的幅值，对获取的两组峰的幅值进行拼接，得到所述第六峰值序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度包括：

通过下式确定所述待测气体中的所述待测类型气体的浓度：

y＝aC²+bC+k，

其中，y为所述第一目标值，a、b、k为所述待测类型气体的浓度标定系数，C为所述待测类型气体的浓度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度之前，所述方法还包括：

获取所述测试光束穿过第一空间后测得的第一光强信号和第二光强信号，并获取所述测试光束穿过第二空间后测得的第三光强信号，其中，所述第一空间为不存在所述待测类型气体的标准气体的空间，所述第二空间为存在所述待测类型气体的标准气体的空间；

对所述第一光强信号、所述第二光强信号和所述第三光强信号分别进行傅里叶变化，得到第四频域信号、第五频域信号和第六频域信号；

基于所述第四频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第七峰值序列，基于所述第四频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第八峰值序列，并计算所述第七峰值序列和所述第八峰值序列的比值，得到第四比值序列；

基于所述第五频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第九峰值序列，基于所述第五频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第十峰值序列，并计算所述第九峰值序列和所述第十峰值序列的比值，得到第五比值序列；

基于所述第六频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第十一峰值序列，基于所述第六频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第十二峰值序列，并计算所述第十一峰值序列和所述第十二峰值序列的比值，得到第六比值序列；

基于所述第四比值序列、所述第五比值序列以及所述第六比值序列确定第二目标值，并基于所述第二空间内的所述待测类型气体的标准气体的浓度和所述第二目标值，确定所述待测类型气体的浓度标定系数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述第二空间内的所述待测类型气体的标准气体的浓度和所述第二目标值，确定所述待测类型气体的浓度标定系数包括：

获取多个所述待测类型气体的浓度对应的多个所述第二目标值，得到二维数组；

基于所述二维数组确定多个坐标值，并基于所述多个坐标值拟合所述待测类型气体的浓度标定曲线，其中，所述浓度标定曲线对应的表达式为所述标定公式；基于所述浓度标定曲线确定所述待测类型气体的浓度标定系数。

9.一种兼容光学干涉效应的气体浓度测量装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取测试光束穿过背景空间后测得的第一背景光强信号和第二背景光强信号，并获取所述测试光束穿过待测气体后测得的目标光强信号；

第一转换单元，用于对所述第一背景光强信号、所述第二背景光强信号和所述目标光强信号分别进行傅里叶变化，得到第一频域信号、第二频域信号和第三频域信号；

第一确定单元，用于基于所述第一频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定目标长度的第一峰值序列，基于所述第一频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第二峰值序列，并计算所述第一峰值序列和所述第二峰值序列的比值，得到第一比值序列；

第二确定单元，用于基于所述第二频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第三峰值序列，基于所述第二频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第四峰值序列，并计算所述第三峰值序列和所述第四峰值序列的比值，得到第二比值序列；

第三确定单元，用于基于所述第三频域信号的第一个频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第五峰值序列，基于所述第三频域信号的中心频率峰的相邻峰的幅值确定所述目标长度的第六峰值序列，并计算所述第五峰值序列和所述第六峰值序列的比值，得到第三比值序列；

第四确定单元，用于基于所述第一比值序列、所述第二比值序列和所述第三比值序列确定第一目标值，并基于所述第一目标值、待测类型气体的浓度标定系数以及标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度，其中，所述标定公式用于表征所述第一目标值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及所述待测类型气体的浓度之间的关系。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储程序，其中，所述程序运行时控制所述计算机存储介质所在的设备执行权利要求1至8中任意一项所述的兼容光学干涉效应的气体浓度测量方法。

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