[发明专利]一种玻璃容器内TDLAS气体检测的多光束干涉抑制方法

摘要

本发明公开了一种玻璃容器内TDLAS气体检测的多光束干涉抑制方法。因玻璃容器两壁造成入射光多次反射和透射，形成多光束干涉，严重影响信号波形和检测精度。通过将被检测玻璃容器沿激光光路方向倾斜一定角度，以增大入射角使各次透射光之间距离变大，来有效抑制多光束干涉。激光透射后的能量主要集中在直接透射光与经过反射后第一次透射光上，规范使两相干光束叠加部分在接收探测范围外的入射角度表达式，并求出入射角的最小值。在此基础上以二次谐波信号特征值的信噪比最大为优化指标，获得实际系统中的最佳入射角。本发明在不加入复杂光学器件和额外信息抗干扰处理前提下，能高效提取二次谐波信号特征值进行玻璃容器内气体分析。

主权项

1.一种基于玻璃容器内TDLAS气体检测的多光束干涉抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：使激光照射并穿透玻璃容器，且玻璃容器沿激光光路方向倾斜，接收激光透射玻璃容器后产生的直接透射光和经过玻璃容器两壁反射后再透射的第一次透射光，根据这两次透射光之间距离的表达式，求出入射角的最小值，在此基础上以二次谐波信号特征值的信噪比为优化指标，获得实际系统中信噪比最大时的最佳入射角；直接透射光与经过反射后第一次透射光之间距离X为：X＝2d·sinθ其中，d表示玻璃容器横截面直径长度即干涉腔长，θ为激光入射角；为使接收的直接透射光不受第一次透射光干扰，X满足：X≥r+ω₁′其中r为探测器感光半径，ω′₁为激光光束的第一次反射后的透射光光斑最大半径；为使接收的直接透射光不受第一次透射光干扰，X满足：X≥r+ω₁′其中r为探测器感光半径，ω′₁为激光光束的第一次反射后的透射光光斑最大半径；确定能使接收的直接透射光不受第一次透射光干扰的最小倾斜角度由以下公式和求得的X共同表征：z_n＝z₀+2nd cosθ其中n是指光束在玻璃容器壁上反射的次数，z_n表示光束经n次玻璃容器壁反射传输到接收端的路程，z₀为直接透射光的路程；其中λ为发射光的波长，ω₀为激光光束直接透射光的可视光斑半径；其中ω_n为激光光束的第n次反射后的透射光可视光斑半径，ω′_n为激光光束的第n次反射后的透射光光斑最大半径，e为自然底数。