37．基于激光光谱吸收的碳通量精准计量关键技术攻关及产品研制

本发明提出一种基于激光吸收光谱低速采样参数辨识的温度测量方法，属于可调谐半导体激光吸收光谱技术领域。所用元件包括可调谐半导体激光器、分束器、准直镜、标准具、光电探测器、巴特沃斯低通滤波器、数据采集模块与计算机；本发明在直接吸收光谱法的基础上，通过加入巴特沃斯低通滤波器，利用其在通频带内的平坦度特点，使得带有被测气体吸收光谱信息的信号被滤除高频噪声后，仍保留吸收谱线完整线型，可进行低速采样而不发生频谱混叠，降低直接吸收光谱法对采样率的要求，在低速采样下实现吸收光谱参数的快速提取，降低数据采集、存储和计算成本，可有效提高直接吸收光谱法的温度测量效率。

本发明提出一种基于激光吸收光谱的温度快速提取方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于待测气体温度快速提取。该温度快速提取方法包括以下步骤：获取波数扫描的激光穿过待测气体后的吸收谱；计算吸收谱随波数变化曲线的一阶微分和二阶微分；建立温度快速提取模型；使用多元线性回归算法求解温度快速提取模型，进而提取待测气体温度值。本发明仅利用一个激光吸收光谱即可进行温度快速提取，有效利用吸收谱的形状信息，简化了传统的双吸收谱线温度提取方式。同时温度快速提取方法计算时间短，适于硬件实现，在温度实时测量方面具有广阔的前景。

本发明提出一种基于低带宽光电探测器的激光吸收光谱温度测量系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于均匀温度场的快速测量，该方法利用神经网络可对任意函数进行逼近的优点，通过构建低带宽光电探测器测量信息与高带宽光电探测器测量、解算获得的光谱吸收面积之间的神经网络，完成训练后，仅通过低带宽光电探测器即可实现温度的快速测量。该方法降低了对探测器、数据采集装置的要求，并且具有较低计算复杂度，解算过程利于硬件实现，具有高实时性、高抗噪声能力、低资源占用等优势，在温度测量领域有较好的应用前景。