[发明专利]一种抗干扰激光气体遥测方法及系统

权利要求书

1.一种抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取一个检测周期T内得到的待分析信号；将所述待分析信号划分为非吸收区Ⅰ和吸收区Ⅱ，当判断非吸收区Ⅰ的回波信号质量合格，吸收区Ⅱ的回波信号的一次谐波与二次谐波波形质量合格后，进一步计算气体瞬时浓度C_IV；

激光气体遥测设备根据激光测距模块提供的检测距离及测量拟合的空气背景曲线，得到该距离下的空气背景值C_air，再用测量的瞬时浓度值C_IV减去空气背景值C_air，即得到目标气体的真实浓度。

2.根据权利要求1所述的抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，瞬时浓度值C_IV的测量方法包括：

读取一个检测周期T内得到的待分析信号；其中，所述待分析信号为待分析的回波信号；

将所述待分析信号划分为非吸收区Ⅰ和吸收区Ⅱ，所述非吸收区Ⅰ对应一个检测周期T的采样起始点至第N个采样点，所述吸收区Ⅱ对应一个检测周期T的第N+1个采样点至采样结束点；

判断非吸收区Ⅰ的回波信号质量是否合格，如果不合格则舍弃该次计算，如果合格则继续分析吸收区Ⅱ的回波信号；

将吸收区Ⅱ的回波信号进行锁相放大，得到一次谐波与二次谐波波形，判断一次谐波与二次谐波波形质量，如不合格则舍弃该次计算，如果合格则进一步计算气体瞬时浓度C_IV。

3.根据权利要求2所述的抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，在判断所述非吸收区Ⅰ的回波信号是否合格时，执行：

对非吸收区Ⅰ的回波信号进行FFT计算，分别得到一次谐波f’的幅值’、二次谐波2f的幅值’至n次谐波nf的幅值’；

采用以下公式计算所述无气体吸收区Ⅰ的信号畸变量S_Ⅰ：

判断所述非吸收区Ⅰ的信号畸变量S_Ⅰ是否大于畸变阈值S_th_Ⅰ，若是，则判定所述非吸收区Ⅰ的回波信号质量不合格，否则判定为合格。

4.根据权利要求2所述的抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，在判断所述吸收区Ⅱ的回波信号经锁相放大后的一次谐波与二次谐波波形质量是否合格时，执行：

首先确定标准的二次谐波的一个极大值点的中心位置为X_2f，M个特征点的中心位置为X₁、X₂……X_M,确定一次谐波的零点的中心位置Y₁，其中M一般为偶数；

当采集到的所述吸收区Ⅱ的回波信号经锁相放大后的二次谐波的一个极大值点的位置在X_2f±∆_2f范围中，M个特征点均在其中心位置±∆_M范围中，同时一次谐波的零点的位置与二次谐波极大值点的位置相同，均在X_2f±∆_2f范围中时，则判定所述吸收区Ⅱ的回波信号经锁相放大后的一次谐波与二次谐波波形质量合格，否则判定为不合格。

5.根据权利要求2所述的抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，在所述非吸收区Ⅰ的回波信号、吸收区Ⅱ的回波信号经锁相放大后的一次谐波与二次谐波波形质量均合格时，还执行：

根据吸收区Ⅱ提取出的一次谐波和二次谐波，得到二次谐波的幅值V2f和一次谐波的幅值Vf之间的比值计算得到待测气体瞬时浓度值C_IV。

6.根据权利要求1所述的抗干扰激光气体遥测方法，其特征在于，空气背景值C_air的测量方法包括：

选择一个没有目标气体泄漏的区域，使用激光气体遥测设备进行测量，记录N个不同检测距离下对应的默认空气背景浓度值，并每两个距离之间进行一个线性拟合，得到不同检测距离下的空气背景值C_air；

进行目标气体浓度检测时，激光气体遥测设备根据激光测距模块提供的检测距离，对应得到该距离下的空气背景值C_air。