氢气波长调制激光检测多次谐波信号联合分析

全球能源消耗日益增大，氢能作为一种高效的清洁型能源，越来越受到社会重视，然而一旦发生氢气泄漏，极易引起爆炸。本研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS),建立了氢气波长调制的仿真模型，研究不同调制系数下各次谐波幅值的变化情况，并推算出二次谐波比一次谐波、四次谐波比二次谐波中心幅值比的公式。结果表明：当调制系数分别取2.2和4.1时，二次谐波和四次谐波中心频率幅值分别获得最大值；二次谐波比一次谐波的方法能够消除光强的影响，从而实现对光功率的自校准；四次谐波比二次谐波的方法仅与调制系数有关，与浓度、温度都无关。通过分析比值函数，使调制系数接近各次谐波最佳调制系数值，让谐波信号信噪比最佳，提高检测准确度。