[发明专利]一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法

摘要

本发明提出一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于二维温度和浓度重建。重建系统包括激光控制与发生模块、光纤分束器、用于光束转换和探测接收的传感器、用于波数转换的马赫曾德干涉仪和光电探测器、数据采集系统、计算机等。重建方法包括：波长扫描的激光经分束后，一路接入马赫曾德干涉仪被光电探测器接收，其余路经扩束后穿过待测区域被光电探测板接收，获得各光线上的吸收谱；根据温度和浓度重建范围及光路排布计算重建矩阵；使用迭代算法求解重建模型，获得二维温度和浓度分布。本发明能有效利用吸收谱信息，增加了独立方程数目，提高了二维温度和浓度分布重建的速度和准确度。

主权项

1.一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法，所述的重建系统包括激光控制与发生模块、光纤分束器、用于光束转换和探测接收的传感器、用于波数转换的马赫曾德干涉仪和光电探测器、数据采集系统、计算机等；其中传感器由准直镜、鲍威尔棱镜和光电探测板等器件构成，传感器结构呈正s边形(s≥5)，准直镜和鲍威尔棱镜位于s边形的s个顶点，光电探测板位于s边形的s条边，每条边上均匀分布d个光电探测板；接入传感器各顶点的激光经准直镜准直和鲍威尔棱镜扩束后成为扇形光束，覆盖除光源所在顶点的邻边外的(s-2)条边上的(s-2)d个光电探测板，传感器共计排布Q＝s(s-2)d条光线；所述的重建方法首先根据温度和浓度的重建范围和传感器中光路排布方式计算重建矩阵，然后根据不同激光光线对应的光电探测板上的光强信号和马赫曾德干涉仪信号得到沿不同光线的吸收谱，进而获得二维温度和浓度重建模型，最后使用迭代算法求解重建模型，从而得到二维温度和浓度分布。/n