本發(fā)明涉及激光氣體傳感，具體的說，涉及了一種加熱型激光器的控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來在氣體檢測領(lǐng)域中，激光氣體傳感技術(shù)已成為一大熱點，對比傳統(tǒng)的非激光傳感技術(shù)，激光氣體檢測方法具有靈敏度高、檢測精度高、使用穩(wěn)定性好、不易受到外界干擾、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點?？烧{(diào)諧二極管激光吸收光譜法(tdlas,tunable?diode?laserabsorption?spectroscopy)是激光氣體傳感技術(shù)中應(yīng)用最為普遍的方法之一，它利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器對氣體分子吸收譜線的精準測量，反演出待測氣體的濃度。tdlas系統(tǒng)的主要部件包括可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器、激光控制器、分束器、氣室、光電探測器和計算機等。其中，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器、參考氣室和參考探測器是tdlas系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，占其系統(tǒng)的主要成本。為降低tdlas系統(tǒng)成本，十分有必要設(shè)計一種基于加熱型激光器的無參考氣室和無參考探測器的tdlas系統(tǒng)。

2、需要說明的是，在tdlas系統(tǒng)中，吸收坑位置不僅是識別氣體種類的重要標志，也是測量氣體濃度的重要依據(jù)，通過精確測量和分析吸收坑的位置和深度信息，可以實現(xiàn)對氣體的高靈敏度、高準確性檢測。目前常見的激光氣體檢測做法是，一般通過解調(diào)經(jīng)過參考氣室后的參考探測器信號的吸收坑位置，實時調(diào)節(jié)主路通路信號的吸收坑到固定位置。但是基于加熱型激光器的無參考氣室和無參考探測器的tdlas系統(tǒng)，無法依據(jù)參考氣室后的參考探測器信號對吸收坑位置進行調(diào)整，那么，如何在無參考氣室和無參考探測器的情況下，快速且準確地對加熱型激光器進行控制，同時對吸收坑位置進行調(diào)整，成為亟待解決的技術(shù)問題。

3、為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種加熱型激光器的控制方法及控制系統(tǒng)，基于實時目標工作溫度參數(shù)以及預(yù)先配置的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0對加熱型激光器進行控制，以使吸收坑位置滿足預(yù)設(shè)條件，快速且準確地對加熱型激光器進行控制。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種加熱型激光器的控制方法，所述方法包括：預(yù)先構(gòu)建激光器工作溫度關(guān)系模型，并預(yù)先配置對應(yīng)的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0；其中，所述激光器工作溫度關(guān)系模型表示為δad＝a1×x－a2，δad表示加熱型激光器對應(yīng)的溫度差參數(shù)，x表示熱敏電阻ⅰ反映的外界環(huán)境溫度參數(shù)，a1表示第一溫度系數(shù)，a2表示第二溫度系數(shù)；

3、獲取熱敏電阻ⅰ實時檢測到的外界環(huán)境溫度參數(shù)xi，根據(jù)所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi和所述激光器工作溫度關(guān)系模型，確定加熱型激光器對應(yīng)的溫度差參數(shù)δi；其中，所述溫度差參數(shù)δi指的是熱敏電阻ⅰ反應(yīng)的外界環(huán)境溫度參數(shù)與激光器目標工作溫度參數(shù)之間的差值；

4、基于溫度差參數(shù)δi和所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi，確定加熱型激光器的實時目標工作溫度參數(shù)；其中，其中，所述實時目標工作溫度參數(shù)＝所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi－所述溫度差參數(shù)δi；

5、基于所述實時目標工作溫度參數(shù)、以及預(yù)先配置的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0對加熱型激光器進行控制，以使吸收坑位置滿足預(yù)設(shè)條件。

6、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面提供一種加熱型激光器的控制系統(tǒng)，其包括配置模塊、實時溫度差確定模塊、實時目標工作溫度確定模塊和控制模塊，其中，

7、所述配置模塊，用于預(yù)先構(gòu)建激光器工作溫度關(guān)系模型，并預(yù)先配置對應(yīng)的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0；其中，所述激光器工作溫度關(guān)系模型表示為δad＝a1×x－a2，δad表示加熱型激光器對應(yīng)的溫度差參數(shù)，x表示熱敏電阻ⅰ反映的外界環(huán)境溫度參數(shù)，a1表示第一溫度系數(shù)，a2表示第二溫度系數(shù)；

8、所述實時溫度差確定模塊，用于獲取熱敏電阻ⅰ實時檢測到的外界環(huán)境溫度參數(shù)xi，根據(jù)所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi和所述激光器工作溫度關(guān)系模型，確定加熱型激光器對應(yīng)的溫度差參數(shù)δi；其中，所述溫度差參數(shù)δi指的是熱敏電阻ⅰ反應(yīng)的外界環(huán)境溫度參數(shù)與激光器目標工作溫度參數(shù)之間的差值；

9、所述實時目標工作溫度確定模塊，用于基于溫度差參數(shù)δi和所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi，確定加熱型激光器的實時目標工作溫度參數(shù)；其中，所述實時目標工作溫度參數(shù)＝所述外界環(huán)境溫度參數(shù)xi－所述溫度差參數(shù)δi；

10、所述控制模塊，用于基于所述實時目標工作溫度參數(shù)、以及預(yù)先配置的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0對加熱型激光器進行控制，以使吸收坑位置滿足預(yù)設(shè)條件。

11、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面提供一種計算機設(shè)備，其包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器、通信接口以及存儲器通過通信總線完成相互間的通信；存儲器，用于存放計算機程序；處理器，用于執(zhí)行存儲器上所存放的程序時，實現(xiàn)如上述的加熱型激光器的控制方法。

12、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第四方面提供一種可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有指令，當由一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上述的加熱型激光器的控制方法。

13、本發(fā)明的有益效果為：

14、本發(fā)明通過預(yù)先構(gòu)建激光器工作溫度關(guān)系模型，以及預(yù)先配置激光器工作溫度關(guān)系模型對應(yīng)的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0對加熱型激光器進行控制；本發(fā)明先根據(jù)外界環(huán)境溫度參數(shù)xi和激光器工作溫度關(guān)系模型確定對應(yīng)的溫度差參數(shù)δi，再基于溫度差參數(shù)δi和外界環(huán)境溫度參數(shù)xi確定實時目標工作溫度參數(shù)；本發(fā)明還通過預(yù)先配置激光器關(guān)斷時間t1、激光器開啟時間t0以及對應(yīng)的驅(qū)動波形，并使t0段波形出現(xiàn)吸收坑的位置處于中間位置；

15、因此，在無參考氣室和無參考探測器的情況下，本發(fā)明通過對加熱型激光器的工作溫度進行動態(tài)調(diào)整，達到同時對吸收坑位置進行調(diào)整的效果，進而快速且準確地對加熱型激光器進行控制。

技術(shù)特征：

1.一種加熱型激光器的控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱型激光器的控制方法，其特征在于，基于預(yù)先配置的激光器關(guān)斷時間t1和激光器開啟時間t0對加熱型激光器進行控制，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加熱型激光器的控制方法，其特征在于，基于所述實時目標工作溫度參數(shù)對加熱型激光器進行控制，包括：

4.一種加熱型激光器的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括配置模塊、實時溫度差確定模塊、實時目標工作溫度確定模塊和控制模塊，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱型激光器的控制系統(tǒng)，其特征在于，配置模塊，還用于：

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的加熱型激光器的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括工作溫度調(diào)整模塊，其用于根據(jù)所述實時目標工作溫度參數(shù)，對所述加熱型激光器的工作溫度進行動態(tài)調(diào)整。

7.一種計算機設(shè)備，其特征在于：包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器、通信接口以及存儲器通過通信總線完成相互間的通信；

8.一種可讀存儲介質(zhì)，其特征在于：其上存儲有指令，當由一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至3任一項所述的加熱型激光器的控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種加熱型激光器的控制方法及控制系統(tǒng)，所述方法包括：預(yù)先構(gòu)建激光器工作溫度關(guān)系模型，并預(yù)先配置對應(yīng)的激光器關(guān)斷時間t<subgt;1</subgt;和激光器開啟時間t<subgt;0</subgt;；獲取熱敏電阻Ⅰ實時檢測到的外界環(huán)境溫度參數(shù)x<subgt;i</subgt;，根據(jù)所述外界環(huán)境溫度參數(shù)x<subgt;i</subgt;和所述激光器工作溫度關(guān)系模型，確定加熱型激光器對應(yīng)的溫度差參數(shù)；基于溫度差參數(shù)和所述外界環(huán)境溫度參數(shù)x<subgt;i</subgt;，確定加熱型激光器的實時目標工作溫度參數(shù)；基于所述實時目標工作溫度參數(shù)、以及預(yù)先配置的激光器關(guān)斷時間t<subgt;1</subgt;和激光器開啟時間t<subgt;0</subgt;對加熱型激光器進行控制，以使吸收坑位置滿足預(yù)設(shè)條件，從而提高檢測準確度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳海永,張華杰,李志剛,楊承霖,王棟,桑小田,趙楠
受保護的技術(shù)使用者：漢威科技集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19