1 东北石油大学 土木建筑工程学院，黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 电子科学学院，黑龙江 大庆 163318
3 中国石油四川石化有限责任公司，四川 成都 611930
基于激光吸收光谱技术的气体检测手段具有非接触，分辨率高，灵敏度高等优势，然而激光在线检测气体过程易受温度变化导致其浓度测量偏差增大。以氨气为研究对象，探究了温度对氨气吸收谱线线强的影响规律及影响机制，搭建了非常温条件（298 K至323 K）氨气激光检测实验平台，提出了气体吸光度-温度关联式法对浓度反演结果进行修正处理。结果表明：浓度一定时，总配分函数比值rQ是氨气分析吸收线强随温度升高过程中的主导控制因素，总配分函数比值与温度的负相关关系造成氨气光谱吸光度随温度升高而降低；修正前浓度反演值随着温度升高而降低，温度达到323 K时，浓度反演值为3.13%，与标准浓度值相比其误差高达37.4%，经过修正后的浓度反演值与标准浓度值的相对误差在0.2%～1.4%范围内。
激光检测 吸收光谱 线强 温度 修正 laser detection absorption spectrum line strength temperature correction
1 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 土木建筑工程学院, 黑龙江 大庆 163318
为减小调制噪声背景的干扰, 提出了直接吸收光谱激光检测气体浓度反演的三级卷积降噪信号处理方法.以谱线6 612.939 cm-1附近氨气分子吸收为例, 分析了该降噪方法对氨气浓度反演的有效性.实验结果表明, 经三级卷积降噪后的氨气原始吸收谱线信号整体均方根误差由初始8.53降至1.01, 基线扣除归一化得到的氨气光谱吸收率谱线信噪比提高3.3倍; 连续5次测量浓度5%标准氨气, 反演浓度值平均偏差为0.0743%, 相对标准偏差为1.4%, 优于原始吸收谱线信号的小波降噪和不降噪处理反演值.采用三级卷积降噪方法预处理原始吸收谱线信号, 提高了气体浓度反演精度, 可为工业过程高浓度气体激光在线检测提供参考.
激光检测 吸收光谱 调制噪声 降噪 光谱预处理 Laser detection Absorption spectroscopy Modulation noise Denoising Spectral preprocessing
