[发明专利]激光光谱控制系统、方法、设备和可读存储介质

权利要求书

1.一种机动车尾气激光光谱控制系统，其特征在于，包括波长扫描信号发生器(101)、调制信号发生器(102)、加法电路(103)、激光电流源(104)、温控电路(105)、半导体激光器(106)、光电探测器(107)、倍频电路(108)、锁相电路(109)、信号处理模块(110)和控制装置(111)，所述加法电路(103)的输入端分别与所述波长扫描信号发生器(101)和所述调制信号发生器(102)电连接，所述加法电路(103)的输出端与所述激光电流源(104)相连；所述半导体激光器(104)分别与所述激光电流源(104)和所述温控电路相连(105)，所述半导体激光器(106)与所述光电探测器(107)对应设置；所述倍频电路(108)与所述调制信号发生器(102)相连；所述锁相电路(109)的分别与所述倍频电路(108)和所述光电探测器(107)相连，所述锁相电路(109)还与所述信号处理模块(110)相连，其中，

所述控制装置(111)分别与所述波长扫描信号发生器(101)、所述调制信号发生器(102)和所述信号处理模块(110)相连，用于控制所述波长扫描信号发生器(101)和所述调制信号发生器(102)，对所述激光电流源(104)的输出电流进行周期性调制，使所述半导体激光器(106)发出的激光的波长在设定的范围内周期性变化；并用于控制所述信号处理模块(110)在每个周期内获得被测机动车尾气中各个监测因子的单线吸收谱线数据和各个干扰因子的谱线数据。

2.如权利要求1所述的机动车尾气激光光谱控制系统，其特征在于，

所述控制装置(111)与所述所述半导体激光器(106)相连，用于控制所述半导体激光器(106)发出的激光光束的发射方向，使所述半导体激光器(106)发出的激光光束既扫描有被测机动车尾气吸收的气体吸收区域，也扫描未被测机动车尾气吸收的无气体吸收区域；当所述激光光束扫描所述气体吸收区域时，测得包含各个监测因子和各个干扰因子的总透光率；当所述激光光束扫描所述无气体吸收区域时，测得包含各个干扰因子的透光率。

3.如权利要求1所述的机动车尾气激光光谱控制系统，其特征在于，

所述控制装置(111)，分别与所述波长扫描信号发生器(101)和所述调制信号发生器(102)相连，用于驱动所述波长扫描信号发生器(101)和所述调制信号发生器(102)分别产生设定频率的低频锯齿波信号和高频正弦波信号。

4.如权利要求1或2所述的机动车尾气激光光谱控制系统，其特征在于，

所述控制装置(111)与所述温控电路(105)相连，用于控制所述温控电路(105)为所述半导体激光器(106)工作时提供恒定温度。

5.一种机动车尾气激光光谱控制方法，应用于权利要求1至4任一项所述的机动车尾气激光光谱控制系统中，其特征在于，所述机动车尾气激光光谱控制方法包括以下步骤：

控制所述波长扫描信号发生器和所述调制信号发生器，对所述激光电流源的输出电流进行周期性调制，使所述半导体激光器发出的激光的波长在设定的范围内周期性变化；

控制所述信号处理模块在每个周期内获得被测机动车尾气中各个监测因子的单线吸收谱线数据和各个干扰因子的谱线数据。

6.如权利要求5所述的机动车尾气激光光谱控制方法，其特征在于，

所述控制所述波长扫描信号发生器和所述调制信号发生器，对所述激光电流源的输出电流进行周期性调制，使所述半导体激光器发出的激光的波长在设定的范围内周期性变化的步骤之后，所述控制所述信号处理模块在每个周期内获得被测机动车尾气中各个监测因子的单线吸收谱线数据和各个干扰因子的谱线数据的步骤之前，还包括：

控制所述半导体激光器发出的激光光束的发射方向，使所述半导体激光器发出的激光光束既扫描有被测机动车尾气吸收的气体吸收区域，也扫描未被测机动车尾气吸收的无气体吸收区域；当所述激光光束扫描所述气体吸收区域时，测得包含各个监测因子和各个干扰因子的总透光率；当所述激光光束扫描所述无气体吸收区域时，测得包含各个干扰因子的透光率。