| 基于时域频域分析结合的调谐激光吸收光谱检测参数优化 |
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| 引用本文： | 于永波,杜振辉,高楠,李金义,孟召宗,张宗华.基于时域频域分析结合的调谐激光吸收光谱检测参数优化[J].光电子．激光,2023(3):278-283. |
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| 作者姓名： | 于永波 杜振辉 高楠 李金义 孟召宗 张宗华 |
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| 作者单位： | 河北工业大学 机械工程学院，天津 300130,天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072 ;天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072,河北工业大学 机械工程学院，天津 300130 ;天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072,天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室，天津 300387,河北工业大学 机械工程学院，天津 300130,河北工业大学 机械工程学院，天津 300130 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(61505142)、河北省自然科学基金(F2014202065)和微光机电系统技术教育部重点实验室(天津大学)开放基金资助项目 |
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| 摘 要： | 随着调谐激光吸收光谱(tunable laser absorption spectroscopy, TLAS)技术在气体检测中的应用越来越广泛，二次谐波信号的质量与检测参数紧密相关，因而分析检测参数的优化方法很有意义。本文根据谱线预处理中的滤波参数、系统采样时间、锁相放大器的时间常数对信号的影响以及参数间的联系，总结检测参数的选取规律。根据滤波原理和不同浓度下信号的均方根误差(root mean squared error,RMSE)值选择合适的滤波阶数和窗宽。选择信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、RMSE、信号与噪声频域幅度之比(ratio of amplitude in frequency domain of signal to noise,fSNR)3种评价指标的曲线变化趋势进行时频分析，得到最佳采样周期数为30,结合实验系统具体参数可计算最佳采样时间。通过信号主频带与截止频率的关系和滤波效果选择合适的时间常数。综合分析3个检测参数并总结选取方法，可提高二次谐波信号的质量。本文提出的参数选取方法对提高二次谐波在实际应用中的准确度有...
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| 关 键 词： | 调谐激光吸收光谱(TLAS) 参数优化 时频分析 信号滤波 |
| 收稿时间： | 2022/3/29 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/6/8 0:00:00 |
Detection parameters optimization of tunable laser absorption spectroscopy based on the combination of time domain and frequency domain analysis |
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| YU Yongbo,DU Zhenhui,GAO Nan,LI Jinyi,MENG Zhaozong and ZHANG Zonghua.Detection parameters optimization of tunable laser absorption spectroscopy based on the combination of time domain and frequency domain analysis[J].Journal of Optoelectronics·laser,2023(3):278-283. |
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| Authors: | YU Yongbo DU Zhenhui GAO Nan LI Jinyi MENG Zhaozong and ZHANG Zonghua |
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| Affiliation: | School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China,State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University, Tianjin 300072, China;Key Laboratory of Micro Optical Eelectro Mechanical System Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China,School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China;Key Laboratory of Micro Optical Eelectro Mechanical System Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China,Key Laboratory of Advanced Electrical Engineering and Energy Technology, Tiangong University, Tianjin 300387, China,School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China and School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | tunable laser absorption spectroscopy (TLAS) parameter optimization time-frequency analysis signal filtering |
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