文章编号：1002-2082(2024)01-0142-08基于频域吸收峰标定气体浓度的检测方法柴金国1，余善成2，朱丹丹1，康立新1，王正泰1，徐露露1，任俞宣1，童凯1（1.燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛066004；2.宁波市计量测试研究院，浙江宁波310018）摘要：传统的光学气体检测方法需要将时域信号转换为频域信号，从而获得气体的浓度。这种方法在转换过程中会引入误差，无法准确反映频率随时间的变化，造成气体浓度不能准确标定。提出一种基于频域吸收峰标定气体浓度的检测方法。以CO2为例进行检测，利用基于Beer-Lambert定律的直接吸收法对CO2和N2的混合气体中CO2的浓度进行测定。此方法通过采集激光束的光强和频率信息，并使用相邻平均法和Levenberg-Marquardt（LM）优化算法进行Lorentz拟合获得吸收光谱峰值强度。实验结果表明：激光峰值强度与气体浓度之间满足线性关系，Pearson相关系数可达0.999。因此，基于频域吸收峰标定气体浓度的检测方法可有效简化系统结构，避免时域到频域转换中频率漂移的影响，使得激光峰值强度与气体浓度之间线性度良好。关键词：激光峰值强度；气体检测；频域吸收峰；频率漂移中图分类号：TN206文献标志码：ADOI：10.5768/JAO202445.0103002DetectionmethodforcalibrationofgasconcentrationsbasedonabsorptionpeaksinfrequencydomainCHAIJinguo1，YUShancheng2，ZHUDandan1，KANGLixin1，WANGZhengtai1，XULulu1，RENYuxuan1，TONGKai1（1.CollegeofElectricalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China；2.NingboInstituteofMetrologyandTesting,Ningbo310018,China）Abstract：Thetraditionalopticalgasdetectionmethodneedstoconvertthetimedomainsignaltofrequencydomainsignaltoobtaintheconcentrationofgas,whichwillintroduceerrorsintheconversionprocessandcannotaccuratelyreflectthechangeoffrequencywithtime,resultinginthegasconcentrationcannotbeaccuratelycalibrated.Adetectionmethodbasedonfrequencydomainabsorptionpeakstocalibrategasconcentrationwasproposed.TakingCO2asanexamplefordetection,theconcentrationofCO2inthemixedgasofCO2andN2wasdeterminedbyusingthedirectabsorptionmethodbasedontheBeer-Lambertlaw.ThismethodobtainedthepeakintensityoftheabsorptionspectrumbycollectingthelightintensityandfrequencyinformationofthelaserbeamandperformingtheLorentzfittingby...
