可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术用于气体浓度检测时, 会受到谐波检测中基线漂移及噪声的影响, 因此如何去除系统噪声一直是研究的热点。 分析了连续截断信号和构造hankel矩阵两种不同方法下, 奇异值分解(SVD)对TDLAS系统检测的理论意义。 将二次谐波信号分别用该方法进行矩阵化排列和奇异值分解, 选取适当阈值将部分奇异值置零并重构矩阵, 得到了这两种方法对基线纠漂和去噪的不同效果。 实验证明, 奇异值分解方法不需加入额外系统部件、 不需通零气扣除背景, 就能够快速有效地去除TDLAS系统噪声, 而构造hankel矩阵的方法适用于去除高频噪声, 连续截断信号的方法适用于进行基线纠漂。 将该方法应用于实际TDLAS系统氨气检测时的二次谐波, 系统噪声去除率达80%。

针对可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）连续检测技术中, 二次谐波背景信号存在漂移的现象, 提出改变激光器中心电流实时提取背景信号, 以消除连续检测过程中背景信号的漂移对浓度反演的影响。 依据波长调制理论推导了二次谐波背景信号的理论表达式, 并分析了实际情况下影响二次谐波背景信号的因素。 给出激光器在不同工作温度时电流和输出光强度之间的关系曲线, 并分析了改变激光器中心电流实时提取背景信号的可行性。 结合背景信号搜索方法设计了基于LabVIEW的背景信号提取流程图。 设计以氨气为检测对象的TDLAS实验系统, 选取了氨气的吸收谱线以及对应的吸收中心电流。 在激光器电流全工作区间内只存在唯一吸收峰的情况下, 确定实验中各参数的数值及搜索背景的电流范围。 实验结果表明: 该方法可实时提取谐波背景信号。 结合线性最小二乘法拟合反演可有效地减小检测误差及背景信号对浓度反演精度的影响, 提高浓度的检测精度及准确性。 在连续检测实验中, 反演浓度的标准差由2.688 3降到1.856 1, 减小背景信号漂移对检测浓度准确性的影响, 提高了连续检测的准确性。

流动注射-氢化物发生-原子荧光光谱法由于具有灵敏度高、 测量范围宽、 分析速度快等很多优点, 在卫生、 环保、 地质、 冶金等行业得到了广泛应用。 但是, 影响氢化物发生-原子荧光光谱仪灵敏度和谱峰展宽的因素很多, 一般都是通过多次实验寻找最佳实验条件, 实验条件的优化比较困难。 针对这一问题, 根据氢化物发生化学反应的特点以及检测系统的组成原理, 利用质量守恒等物理定律, 提出了一个测试系统的数学模型, 建立了各实验参数与仪器灵敏度和谱峰展宽系数之间的函数关系, 以对-氨基苯胂酸标准品的测试为例, 通过理论仿真与实验结果相比较, 证明这个模型能很好的模拟实验系统。 最后, 利用提出的数学模型, 本文给出了各参数与灵敏度和谱峰展宽的关系图, 提出气液分离器的容积、 载流流速和进样体积是影响系统灵敏度和谱峰展宽的主要因素, 利用这个关系图, 综合调整三个参数, 可以使灵敏度提高到原来的2.9倍, 谱峰展宽缩小到原来的0.76, 为优化实验条件提供了理论指导。

基于可调谐二极管吸收光谱技术（TDLAS）的痕量气体检测中，由于波长调制光谱（WMS）中光强也被调制，因此会伴随着剩余振幅调制（RAM）的产生，对检测信号的线型和系统噪声产生一定程度的影响。在傅里叶分析的基础上对任意调制度的二次谐波信号进行了建模分析，给出了光强幅度调制引起吸收谱线畸变的理论解释，并分析了光强调制的线性和非线性部分以及调制度对谱线畸变的影响情况，给出了二次谐波不对称及RAM噪声产生的根本原因。以NH3为例在考虑光强幅度调制的情况下进行基于TDLAS的二次谐波检测实验，给出了调制度对二次谐波线型及噪声水平的影响，并对理论分析进行了实验验证。

红外光谱谐波检测系统中的噪声与基线漂移问题一直是光谱处理的热点, 提出一种采用小波变换的Mallet分解算法, 解决谐波检测中各种复杂噪声以及基线漂移的问题。 选取适当小波函数及分解层次将谐波曲线中含有的噪声和基线漂移与有用信号分解到不同频带; 分析频带信息, 设定一个检测信息频带, 应用阈值处理及系数置零的方法使频率处于此频带的信息保留下来。 小波变换方法可以在一次分解与重构过程中同时去除谐波信号的噪声与基线的双重干扰, 从而将谐波信号有效地测量出来。 实验证明, 应用小波变换进行谐波校正的方法可应用于不同的谐波检测系统, 具有普遍适用性。

在应用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术的开放和密闭式气体检测中，提出一种基于无吸收谱线区域检测谐波（HDINASR）的背景消除方法。分析了背景信号成分，设计了背景信号搜索方法和谱线选取原则，给出相邻吸收谱线之间的最小波长间距公式。以氟化氢（HF）气体为检测对象，利用TDLAS实验系统设计相应的实验，确定HF目标吸收谱线、激光器工作温度、背景搜索温度范围和采样周期。实验结果表明，使用HDINASR背景消除前后的曲线相关度提高了3.4%，体积分数精度提高的相对幅度为5.8%。HDINASR为开放和密闭式的气体检测提供一种有效的背景消除方法。

针对大气质量检测的多组分定量分析,本文提出利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术与光谱差减相结合的气体定量方法。该方法是根据迈克尔逊干涉原理与朗伯-比尔定律,采用怀特型长光程气体池与FTIR光谱仪相结合的方式来测得痕量气体的红外光谱,最后利用光谱差减法反演出气体浓度。为了避免背景环境的干扰(主要是避免水和CO₂吸收峰的干扰),选择了在某些特殊波段内的待测气体吸收峰进行分析。本文分别对CO,SO₂,NO₂,NO和CO₂气体进行了定量分析,相应的最佳观测波段依次为:2250～2020cm^-1,1230～1070cm^-1,2940～2840cm^-1,1965～1775cm^-1,668.24cm^-1。实验结果表明,经浓度反演相对误差可达到10%以内。