一种激光遥测仪的气体浓度检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种激光遥测仪的气体浓度检测方法，包括：获取气体吸收信号的光谱波形；根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比；根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信并生成判断结果；基于所述判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值。同时，本发明还公开了一种激光遥测仪的气体浓度检测系统。本发明能够避免激光遥测仪由于信号信噪比低产生误报，提高浓度检测的准确度。

权利要求

1.一种激光遥测仪的气体浓度检测方法，其特征在于，包括：获取气体吸收信号的光谱波形，所述气体吸收信号利用基于TDLAS的波长扫描直接吸收法通过对探测光强扣除拟合光强得到；所述拟合光强为未被气体吸收的光强；

根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比；

根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信并生成判断结果；

基于所述判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值;所述根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比，包括：根据光谱波形的信号幅值变化幅度将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

计算所述吸收区内的吸收峰信号幅值；

计算所述无吸收区内的背景噪声幅值；

根据所述吸收峰信号幅值和所述背景噪声幅值计算所述气体吸收信号的信噪比，所述气体吸收信号的信噪比=所述吸收峰信号幅值/所述背景噪声幅值；

所述根据光谱波形的信号幅值变化幅度将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区，包括：确定所述气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；其中，气体吸收峰对应的波长是确定的；

根据所述参考点的位置和光谱波形的信号幅值变化幅度确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，所述第一界限点、所述第二界限点、所述参考点、所述第三界限点和所述第四界限点沿所述光谱波形的横轴方向依次排列；

根据所述第一界限点、所述第二界限点、所述第三界限点和所述第四界限点确定所述光谱波形上的吸收区范围和无吸收区范围；所述吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第二界限点的采样时刻且早于所述第三界限点的采样时刻，所述无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第一界限点的采样时刻且早于所述第二界限点的采样时刻，或者晚于所述第三界限点的采样时刻且早于所述第四界限点的采样时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信并生成判断结果，包括：判断所述信噪比是否超出预设阈值；

在所述信噪比超出预设阈值时，将所述气体吸收信号作为所述可信的气体吸收信号；

在所述信噪比不超出预设阈值时，舍弃所述气体吸收信号。

3.一种激光遥测仪的气体浓度检测系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取气体吸收信号的光谱波形，所述气体吸收信号利用基于TDLAS的波长扫描直接吸收法通过对探测光强扣除拟合光强得到；所述拟合光强为未被气体吸收的光强；

计算模块，用于根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比；

可信判断模块，用于根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信，并生成判断结果；

选取模块，用于基于所述判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值;所述计算模块包括：

划分模块，用于根据光谱波形的信号幅值变化幅度将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

信噪比计算模块，用于计算所述吸收区内的吸收峰信号幅值、计算所述无吸收区内的背景噪声幅值、以及根据所述吸收峰信号幅值和所述背景噪声幅值计算所述气体吸收信号的信噪比；所述气体吸收信号的信噪比=吸收峰信号幅值/背景噪声幅值；所述划分模块包括：参考点确定模块，用于确定气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；其中，气体吸收峰对应的波长是确定的；

界限点确定模块，用于根据所述参考点的位置和光谱波形的信号幅值变化幅度确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，所述第一界限点、所述第二界限点、所述参考点、所述第三界限点和所述第四界限点沿所述光谱波形的横轴方向依次排列；

范围确定模块，用于根据所述第一界限点、所述第二界限点、所述第三界限点和所述第四界限点确定所述光谱波形上的吸收区范围和无吸收区范围；所述吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第二界限点的采样时刻且早于所述第三界限点的采样时刻；所述无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第一界限点的采样时刻且早于所述第二界限点的采样时刻，或者晚于所述第三界限点的采样时刻且早于所述第四界限点的采样时刻。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述可信判断模块包括：信噪比判断模块，用于判断所述信噪比是否超出预设阈值；

结果生成模块，用于在所述信噪比超出预设阈值时，将所述气体吸收信号作为所述可信的气体吸收信号；

在所述信噪比不超出预设阈值时，舍弃所述气体吸收信号。

说明书

一种激光遥测仪的气体浓度检测方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及激光光谱技术领域，具体涉及一种激光遥测仪的气体浓度检测方法及系统。

背景技术

[0002] 通过反射回波进行气体浓度测量是气体遥测的一种常见方式。由光源发出的光线经过准直照射到待测区域，光束被反射后反射回波回到遥测装置的光电探测器中，通过测量反射回波被路径上目标气体的吸收可以推算出目标气体的浓度值。现有技术中，这种遥测装置由于信号信噪比低可能产生误报。因此，有必要提供一种技术方案以提高激光遥测仪浓度检测准确度。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种激光遥测仪的气体浓度检测方法，包括以下步骤：

[0004] 获取气体吸收信号的光谱波形；

[0005] 根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比；

[0006] 根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信并生成判断结果；

[0007] 基于所述判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值。

[0008] 进一步地，所述根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比，包括：

[0009] 将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

[0010] 计算所述吸收区内的吸收峰信号幅值；

[0011] 计算所述无吸收区内的背景噪声幅值；

[0012] 根据所述吸收峰信号幅值和所述背景噪声幅值计算所述气体吸收信号的信噪比；所述气体吸收信号的信噪比＝所述吸收峰信号幅值/所述背景噪声幅值。

[0013] 进一步地，所述将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区，包括：

[0014] 确定所述气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；

[0015] 根据所述参考点的位置和预设条件确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，所述第一界限点、所述第二界限点、所述参考点、所述第三界限点和所述第四界限点沿所述光谱波形的横轴方向依次排列；

[0016] 根据所述第一界限点、所述第二界限点、所述第三界限点和所述第四界限点确定所述光谱波形上的吸收区范围和无吸收区范围；所述吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第二界限点的采样时刻且早于所述第三界限点的采样时刻，所述无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第一界限点的采样时刻且早于所述第二界限点的采样时刻，或者晚于所述第三界限点的采样时刻且早于所述第四界限点的采样时刻。

[0017] 进一步地，所述根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信并生成判断结果，包括：

[0018] 判断所述信噪比是否超出预设阈值；

[0019] 在所述信噪比超出预设阈值时，将所述气体吸收信号作为所述可信的气体吸收信号；

[0020] 在所述信噪比不超出预设阈值时，舍弃所述气体吸收信号。

[0021] 进一步地，所述获取气体吸收信号的光谱波形，包括：

[0022] 利用基于TDLAS的波长扫描直接吸收法获得所述气体吸收信号的光谱波形；

[0023] 或者，利用基于TDLAS波长调制吸收法获得所述气体吸收信号的光谱波形。

[0024] 本发明第二方面提出一种激光遥测仪的气体浓度检测系统，包括以下模块：

[0025] 获取模块，用于获取气体吸收信号的光谱波形；

[0026] 计算模块，用于根据所述气体吸收信号的光谱波形得到所述气体吸收信号的信噪比；

[0027] 可信判断模块，用于根据所述信噪比判断所述气体吸收信号是否可信，并生成判断结果；

[0028] 选取模块，用于基于所述判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值。

[0029] 进一步地，所述计算模块包括：

[0030] 划分模块，用于将所述气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

[0031] 信噪比计算模块，用于计算所述吸收区内的吸收峰信号幅值、计算所述无吸收区内的背景噪声幅值、以及根据所述吸收峰信号幅值和所述背景噪声幅值计算所述气体吸收信号的信噪比；所述气体吸收信号的信噪比＝吸收峰信号幅值/背景噪声幅值。

[0032] 进一步地，所述划分模块包括：

[0033] 参考点确定模块，用于确定气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；

[0034] 界限点确定模块，用于根据所述参考点的位置和预设条件确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，所述第一界限点、所述第二界限点、所述参考点、所述第三界限点和所述第四界限点沿所述光谱波形的横轴方向依次排列；

[0035] 范围确定模块，用于根据所述第一界限点、所述第二界限点、所述第三界限点和所述第四界限点确定所述光谱波形上的吸收区范围和无吸收区范围；所述吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第二界限点的采样时刻且早于所述第三界限点的采样时刻；所述无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于所述第一界限点的采样时刻且早于所述第二界限点的采样时刻，或者晚于所述第三界限点的采样时刻且早于所述第四界限点的采样时刻。

[0036] 进一步地，所述可信判断模块包括：

[0037] 信噪比判断模块，用于判断所述信噪比是否超出预设阈值；

[0038] 结果生成模块，用于在所述信噪比超出预设阈值时，将所述气体吸收信号作为所述可信的气体吸收信号；在所述信噪比不超出预设阈值时，舍弃所述气体吸收信号。

[0039] 进一步地，所述获取模块包括：

[0040] 第一获取模块，用于利用基于TDLAS的波长扫描直接吸收法获得所述气体吸收信号的光谱波形，

[0041] 或者，第二获取模块，用于利用基于TDLAS的波长调制吸收法获得所述气体吸收信号的光谱波形。

[0042] 实施本发明具有以下有益效果：本发明根据吸收峰对应的参考点位置及预设条件将气体吸收信号的光谱波形分为吸收区和无吸收区，通过分析吸收区的信号幅值和无吸收区的噪声幅值，获得用于评价信号质量的信噪比，根据信号质量评价结果选择可信的气体吸收信号计算浓度值，并舍弃不可信的回波信号。本发明能够避免激光遥测仪由于信号信噪比低产生误报，提高浓度检测的准确度。

[0043] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

[0045] 图1是本发明实施例提供的提高激光遥测仪浓度检测准确度的方法的流程图；

[0046] 图2是步骤S200的流程图；

[0047] 图3是本发明实施例提供的吸收区和无吸收区的划分示意图；

[0048] 图4是步骤S210的流程图；

[0049] 图5是步骤S300的流程图；

[0050] 图6是本发明实施例提供的探测光强和拟合光强的关系示意图；

[0051] 图7是本发明实施例提供的吸光度曲线示意图；

[0052] 图8是本发明实施例提供的提高激光遥测仪浓度检测准确度的系统的结构框图。

具体实施方式

[0053] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

[0054] 实施例

[0055] 现有技术中，遥测装置由于信号信噪比低可能产生误报，导致气体吸收信号信噪比较低的几种常见情况如下：

[0056] 1)气体浓度较低或光程较短，导致气体本身吸收就很微弱，此时气体吸收信号很容易就淹没在电子和光学噪声中。

[0057] 2)遥测仪接收到的反射回来的光太少了(遥测仪照射的距离太远，或者反射面的反射率太低，或者反射面和激光的夹角太小)，此时电学噪声占主导。

[0058] 3)光学噪声太大，例如遥测仪透过双层玻璃，或镀有抗红外反射膜玻璃、或偏振玻璃等情况时，玻璃前后表面间或玻璃之间很容易形成F-P干涉腔，从而形成光学干涉条纹。

[0059] 4)反射面特有的材料或结构容易产生光学噪声，例如像多层纱窗一样的结构的反射面。

[0060] 5)环境光剧烈变化导致的光学噪声，例如当环境光的闪烁频率和信号频率接近时，容易产生和吸收信号同频的光噪声。

[0061] 为避免激光遥测仪由于信号信噪比低可能产生的误报，提高浓度检测的准确度，本实施例提供了一种提高激光遥测仪浓度检测准确度的方法。

[0062] 图1是本发明实施例提供的提高激光遥测仪浓度检测准确度的方法的流程图，请参照图1，该方法包括以下步骤：

[0063] S100：获取气体吸收信号的光谱波形；

[0064] S200：根据气体吸收信号的光谱波形得到气体吸收信号的信噪比；

[0065] S300：根据信噪比判断气体吸收信号是否可信并生成判断结果；

[0066] S400：基于判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值。

[0067] 图2是步骤S200的流程图，图3是本发明实施例提供的吸收区和无吸收区的划分示意图，请参照图2和图3，具体地，步骤S200：根据气体吸收信号的光谱波形得到气体吸收信号的信噪比，包括以下子步骤：

[0068] S210：将气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

[0069] S220：计算吸收区内的吸收峰信号幅值；

[0070] 请继续参照图3，图中白色区域为存在吸收峰的吸收区，计算出的吸收峰信号幅值为3×10-4。

[0071] S230：计算无吸收区内的背景噪声幅值；

[0072] 请继续参照图3，图中灰色背景部分为无气体吸收区域，计算出的背景噪声的幅值为2×10-4。

[0073] S240：根据吸收峰信号幅值和背景噪声幅值计算气体吸收信号的信噪比；气体吸收信号的信噪比＝吸收峰信号幅值/背景噪声幅值。

[0074]

[0075] 图4是步骤S210的流程图，请参照图4，由于气体吸收峰对应的波长是确定的，具体地，步骤S210：将气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区，包括以下子步骤：

[0076] S211：确定所述气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；

[0077] S212：根据参考点的位置和预设条件确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，第一界限点、第二界限点、参考点、第三界限点和第四界限点沿光谱波形的横轴方向依次排列；

[0078] 在一个实施例中，请参照图3(图3中采样点序号与采样时刻一一对应)，预设条件包括光谱波形的信号幅值变化幅度，根据光谱波形的信号幅值变化幅度，例如吸收峰两侧信号幅值明显下降并趋于稳定变化的区域划分为无吸收区。根据预设条件确定无吸收区和存在吸收峰的吸收区的各界限点与参考点的位置关系，其中：

[0079] 第一界限点A位于吸收峰左侧，第一界限点A与参考点的距离为第一预设距离，第一预设距离即对应参考点的采样时刻与第一界限点A的采样时刻之间的采样时间间隔；

[0080] 第二界限点B位于吸收峰左侧，第二界限点B在图示的灰色区域与白色区域的交界处，第二界限点B与参考点的距离为第二预设距离，第二预设距离即对应参考点的采样时刻与第二界限点B的采样时刻之间的采样时间间隔，第二预设距离小于第一预设距离；

[0081] 第三界限点C位于吸收峰的右侧，第三界限点C在图示的白色区域与灰色区域的交界处，第三界限点C与参考点的距离为第三预设距离，第三预设距离即对应第三界限点C的采样时刻与参考点的采样时刻之间的采样时间间隔；

[0082] 第四界限点D位于吸收峰的右侧，第四界限点D与参考点的距离为第四预设距离，第四预设距离即对应第四界限点D的采样时刻与参考点的采样时刻之间的采样时间间隔，第三预设距离小于第四预设距离。

[0083] 需要指出的是，第二预设距离与第三预设距离可以相等、也可以不相等，第一预设距离与第四预设距离可以相等、也可以不相等。

[0084] S213：根据第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点确定光谱波形上的吸收区范围(图3中白色区域)和无吸收区范围(图3中灰色区域)；吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于第二界限点B且早于第三界限点C的采样时刻，无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于第一界限点A的采样时刻且早于第二界限点B的采样时刻，或者晚于第三界限点C的采样时刻且早于第四界限点D的采样时刻。

[0085] 图5是步骤S300的流程图，请参照图5，具体地，步骤S300：根据信噪比判断气体吸收信号是否可信并生成判断结果，包括以下子步骤：

[0086] S310：判断信噪比是否超出预设阈值；

[0087] 在一个实施例中，预设阈值为2，将步骤S240计算出的信噪比SNR＝1.5与预设阈值2进行比较，根据比较结果判断信号的可信度，确定吸收峰信号是否可以用于气体浓度计算；由于计算出的信噪比SNR小于预设阈值，此时转向步骤S330。

[0088] 需要指出的是，上述示例仅用于对本实施例进行说明，不应理解为对本实施例中预设阈值取值范围的限制，根据实际需要预设阈值还可以设置为其他数值。

[0089] S320：在信噪比超出预设阈值时，将气体吸收信号作为可信的气体吸收信号；也就是说，若信噪比超过设定阈值，则认为本次光谱数据质量较高，吸收信号可信，可以根据吸收信号计算浓度值；

[0090] S330：在信噪比不超出预设阈值时，舍弃气体吸收信号。也就是说，若信噪比未超过设定阈值，则认为本次光谱数据质量较差，吸收信号不可信，不能根据本次的吸收信号计算气体浓度值，故舍弃本次数据。

[0091] 具体地，在一个实施例中基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS))获得气体吸收信号的光谱波形。

[0092] TDLAS是利用半导体激光器的波长调谐特性，对给定待测气体进行检测，从而获得待测气体浓度信息等的一种方法。TDLAS具有测量精度高、响应迅速、非接触测量的优点。目前，基于TDLAS的气体检测主要有波长扫描直接吸收法和波长调制吸收法(谐波法)。应用可调谐半导体激光器输出波长在一定范围内可调的优点，还可同时检测多种气体。

[0093] 图6是本发明实施例提供的探测光强和拟合光强的关系示意图，如图6所示，探测光强为图中实线所示，拟合光强为图中虚线所示(即未被气体吸收的光强)。在一个实施例中，利用基于TDLAS的波长扫描直接吸收法通过对探测光强扣除拟合光强，得到气体吸收信号，再根据Beer-Lambert定律，得到吸光度(吸光度曲线如图7所示)，进而反演出目标气体浓度。

[0094] Beer-Lambert定律描述了物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及光在吸光物质中的传输距离间的关系，其指出当一束频率为v的光束穿过吸收物质后，光束穿过被测气体后光强变化为：

[0095] I(v)＝I0(v)exp[-σ(v)CL]＝I0(v)exp[-A(v)]

[0096] 其中，I(v)-光束穿过被测气体的透射光强度；

[0097] I0(v)-入射光强度；

[0098] σ(v)-被测气体分子吸收截面；

[0099] C-被测气体的浓度；

[0100] L-光程；

[0101] A(v)-吸光度；

[0102] 可替代地，在一个实施例中也可以利用基于TDLAS的波长调制吸收法(谐波法)获得气体吸收信号。采用TDLAS结合波长调制光谱(WMS)对气体浓度进行测量，具有灵敏度高、选择性好、长期稳定性等优点。

[0103] 需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的步骤组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的步骤顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。此外，还可对上述实施例进行任意组合，得到其他的实施例。

[0104] 基于与上述实施例中的提高激光遥测仪浓度检测准确度的方法相同的思想，本发明还提供提高激光遥测仪浓度检测准确度的系统，该系统可用于执行上述提高激光遥测仪浓度检测准确度的方法。为了便于说明，提高激光遥测仪浓度检测准确度的系统实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

[0105] 图8是本发明实施例提供的提高激光遥测仪浓度检测准确度的系统的结构框图，请参照图8，本实施例提供的提高激光遥测仪浓度检测准确度的系统包括获取模块100、计算模块200、可信判断模块300和选取模块400。可以理解，上述各模块是指计算机程序或者程序段，用于执行某一项或多项特定的功能，此外，上述各模块的区分并不代表实际的程序代码也必须是分开的。各模块详述如下：

[0106] 获取模块100，用于获取气体吸收信号的光谱波形；

[0107] 计算模块200，用于根据气体吸收信号的光谱波形得到气体吸收信号的信噪比；

[0108] 可信判断模块300，用于根据信噪比判断气体吸收信号是否可信，并生成判断结果；

[0109] 选取模块400，用于基于判断结果将可信的气体吸收信号用于计算气体浓度值。

[0110] 进一步地，计算模块200包括划分模块和信噪比计算模块，各子模块的功能描述如下：

[0111] 划分模块，用于将气体吸收信号的光谱波形划分为无吸收区和存在吸收峰的吸收区；

[0112] 信噪比计算模块，用于计算吸收区内的吸收峰信号幅值、计算无吸收区内的背景噪声幅值、以及根据吸收峰信号幅值和背景噪声幅值计算气体吸收信号的信噪比。

[0113] 请继续参照图3，图中白色区域为存在吸收峰的吸收区，计算出的吸收峰信号幅值为3×10-4；图中灰色背景部分为无气体吸收区域，计算出的背景噪声的幅值为2×10-4；气体吸收信号的信噪比＝吸收峰信号幅值/背景噪声幅值。

[0114]

[0115] 需要指出的是，图3示出的仅仅是关于实际测量结果的一个计算示例，实际应用中，吸收峰信号幅值、背景噪声幅值以及信噪比可能受到被测气体种类、温度、环境等多种因素影响。吸收峰信号幅值、背景噪声幅值以及信噪比的大小除图3示出的情形外，还可以是其他数值，本实施例不以此为限。

[0116] 具体地，划分模块包括参考点确定模块、界限点确定模块和范围确定模块，各子模块的功能描述如下：

[0117] 参考点确定模块，用于确定气体吸收信号的光谱波形上的吸收峰，以所述吸收峰对应的采样点为参考点；

[0118] 界限点确定模块，用于根据参考点的位置和预设条件确定第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点的位置，第一界限点、第二界限点、参考点、第三界限点和第四界限点沿光谱波形的横轴方向依次排列；

[0119] 范围确定模块，用于根据第一界限点、第二界限点、第三界限点和第四界限点确定光谱波形上的吸收区范围(图3中白色区域)和无吸收区范围(图3中灰色区域)；吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于第二界限点的采样时刻且早于第三界限点的采样时刻；无吸收区范围内任一采样点的采样时刻晚于第一界限点的采样时刻且早于第二界限点的采样时刻，或者晚于第三界限点的采样时刻且早于第四界限点的采样时刻。

[0120] 具体地，可信判断模块300包括信噪比判断模块和结果生成模块，各子模块的功能描述如下：

[0121] 信噪比判断模块，用于判断信噪比是否超出预设阈值；即将计算得到的信噪比与设定的阈值相比较，根据比较结果判断信号的可信度，确定吸收峰信号是否可以用于气体浓度计算；

[0122] 在一个实施例中，预设阈值为2，将步骤S240计算出的信噪比SNR＝1.5与预设阈值2进行比较，根据比较结果判断信号的可信度，确定吸收峰信号是否可以用于气体浓度计算；由于计算出的信噪比SNR小于预设阈值，此时转向结果生成模块。

[0123] 需要指出的是，上述示例仅用于对本实施例进行说明，不应理解为对本实施例中预设阈值取值范围的限制，根据实际需要预设阈值还可以设置为其他数值。

[0124] 结果生成模块，用于在信噪比超出预设阈值时，将气体吸收信号作为可信的气体吸收信号；也就是说，若信噪比超过设定阈值，则认为本次光谱数据质量较高，吸收信号可信，可以根据吸收信号计算浓度值；

[0125] 结果生成模块还用于在信噪比不超出预设阈值时，舍弃气体吸收信号。也就是说，若信噪比未超过设定阈值，则认为本次光谱数据质量较差，吸收信号不可信，不能根据本次的吸收信号计算气体浓度值，故舍弃本次数据。

[0126] 进一步地，获取模块100包括第一获取模块或第二获取模块，各子模块功能描述如下：

[0127] 第一获取模块，用于利用基于TDLAS波长扫描直接吸收法获得气体吸收信号的光谱波形；第二获取模块，用于利用基于TDLAS波长调制吸收法获得气体吸收信号的光谱波形。其中，基于TDLAS的波长扫描直接吸收法和波长调制吸收法的相关内容可参考上述实施例记载的内容，此处不再赘述。

[0128] 本实施例根据吸收峰对应的参考点位置及预设条件将气体吸收信号的光谱波形分为吸收区和无吸收区，通过分析吸收区的信号幅值和无吸收区的噪声幅值，获得用于评价信号质量的信噪比，根据信号质量评价结果选择可信的气体吸收信号计算浓度值，并舍弃不可信的数据。本发明能够避免激光遥测仪由于信号信噪比低产生误报，提高浓度检测的准确度。

[0129] 在上述实施例中，对各实施例的描述都各有侧重，某各实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

[0130] 本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

[0131] 应当指出的是，以上所述仅为本发明的几种具体实施方式，不能理解为对本发明保护范围的限制。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。