1、近年來，隨著科技的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題成為人們?nèi)找骊P(guān)注的話題。氣體污染作為環(huán)境污染的一個(gè)重要方面，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)安全及人類的身體健康均構(gòu)成嚴(yán)重危害。光譜吸收技術(shù)的調(diào)諧二極管激光吸收光譜（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)技術(shù)與波長(zhǎng)調(diào)制/諧波檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，以其響應(yīng)時(shí)間短、探測(cè)靈敏度高、高穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于有毒有害氣體濃度檢測(cè)。本文基于TDLAS技術(shù)

2、，提出軟件鎖相方法代替硬件鎖相，并對(duì)軟件鎖相方法中涉及的數(shù)學(xué)模型及算法進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行儀器化設(shè)計(jì)，能夠?qū)O、CO2和CH4氣體濃度、溫度和壓強(qiáng)進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了氣體傳感系統(tǒng)的多氣體、多參量混合傳感。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下：
　　1、基于TDLAS氣體濃度檢測(cè)理論，本文提出了軟件鎖相的TDLAS氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)理論模型，理論分析了調(diào)制深度、調(diào)制頻率、相移和系統(tǒng)噪聲對(duì)軟件鎖相得到的二次諧波幅值的影響，通

3、過仿真和理論推導(dǎo)得到了軟件鎖相系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)制參數(shù)理論值。
　　2、基于針對(duì)非平穩(wěn)非線性信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分解的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)理論，本文提出了一種EMD-FCR算法用于系統(tǒng)信號(hào)去噪，以提高系統(tǒng)檢測(cè)精度。將本算法與其他常用濾波算法進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，本算法大大提高了解調(diào)信號(hào)的信噪比，將系統(tǒng)的檢測(cè)下限從原來的18ppm降低到2ppm，降低近一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　3、針對(duì)氣體吸收線存在部分重疊的現(xiàn)象，本文構(gòu)建了重疊光譜擬合的數(shù)學(xué)模型，