一种激光气体分析系统标定方法、标定装置及标定系统与流程

1.本发明涉及激光测量技术领域，尤其是涉及一种激光气体分析系统标定方法、标定装置及标定系统。


背景技术：

2.气体浓度检测在工业生产领域有着广泛的应用，激光气体分析系统采用可调谐激光器作为光源，通过扫描激光扫描波长，得到气体分子的直接吸收信号，但是由于激光器和电子元器件个体具有差异性，输出扫描波长的线性度不一致，获得的直接吸收信号也就各不相同，所以每台仪器需要用标气（已知浓度的被测气体）来对系统定标以保证系统测量的准确性。
3.目前采用标气方法进行标定时，会出现一系列问题，比如说会存在安全隐患，有些被测气体有毒或者易燃易爆，批量生产过程中频繁操作此类气体会增加生产环境中的危险性，同时标定扫描时间长，比如说高温气体定标需要提供稳定的恒温环境，设备加热到目标温度的过程扫描时间较长，而且由于标气是消耗品，采用标气标定这种方式成本也很高，需要不断购买，尤其是一些获取难度大的特殊气体，厂家生产和运输的成本也较高，尾气处理难度大，大量使用的有毒有害气体需要通过专业的设备和步骤处理才能进行排放。
4.针对上述相关技术，发明人认为由于使用标气来对系统的准确性定标时会存在安全隐患、成本较高、耗时较长、尾气排放处理繁琐等一系列缺陷，因此对批次的测量系统的标定时有必要减少标气的使用频次，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.在对批次测量系统进行标定的过程中，为了减少标气的使用频次，降低标气导致的安全隐患及成本，提高标定效率，本技术提供一种激光气体分析系统标定方法、标定装置及标定系统。
6.第一方面，本技术提供的一种激光气体分析系统标定方法，采用如下的技术方案：一种激光气体分析系统标定方法，通过一台经标气标定的参考系统对具有同型号激光器的目标系统进行标定，包括：基于标准具测量参数及输出数据获得参考系统的激光器扫描波长的非线性表征；获取基于被测气体在背景气体中的吸收谱线范围确定目标系统的激光器参数；基于标准具测量参数及输出数据获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征；基于目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，获得目标系统输出的吸收峰的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系；基于所述目标系统输出的吸收峰的峰值在参考系统标定过程中记录参数的关联关系，以及参考系统对被测气体浓度计算的校准系数，获得目标系统的被测气体浓度计算的校准系数。
7.由于目前的技术手段中对气体测量系统进行定标时，需要通入标气，这种方式存
在一些效率问题和难度，通过采用上述技术方案，采用一台已经定标完成的参考系统，为其他目标系统进行标定，由于组成相同的系统的激光器元件和电子元件存在差异性，因此多个激光器所发出的激光信号也就存在差异，输出的扫描波长存在非线性度关系，在接收模块一侧接收到的直接吸收信号也不同，因此需要对每台目标系统都需要定标；首先在已经标定好的参考系统的发射模块和接收模块之间放置标准具，由于标准具存在固定的物理参数，在激光器发射的激光经过标准具时，接收模块会接收到被标准具吸收部分光线后的直接吸收信号，根据参考系统已知的激光器参数，能得出参考系统的激光器扫描波长的非线性表征；获取基于被测气体在背景气体（例如空气、二氧化碳等无害气体）环境中的吸收谱线范围，确定目标系统的激光器参数，然后将标准具放置于目标系统中的发射模块与接收模块之间，基于标准具的测量参数及输出数据获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征；再然后根据目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，获得目标系统输出的吸收峰的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系，利用参考系统的已知参数（由于参考系统通入标气后的对被测气体浓度计算的校准系数是已知的，是目前经常对被测气体浓度标定的方式），则能获得目标系统的被测气体浓度计算的校准系数，以这种方式，以及标准具作为转换标准，来对其他同型号的目标系统进行标定，无需对待标定的每一目标系统通入标气进行标定。
8.同型号的待标定目标系统中，仅需要抽取其中一台进行通标气标定，可据此作为参考系统对其余目标系统进行标定，大大降低了标气的使用频次，进而降低了由标气标定这种方式导致的安全隐患；由于进行标定所使用的标气为一次性消耗品，而本方案中的标准具可重复使用多次，由此本方案相对于相关技术也大大降低了标气的购买成本；此外本方案由于大大减少了标气的使用频次，故而大大降低了尾气处理的环节和流程，具有便于提高对批次测量系统的标定效率的效果。
9.可选的，所述获得参考系统的激光器扫描波长的非线性表征的步骤包括：基于在参考系统的发射模块和接收模块之间放置的标准具，获取标准具产生的直接吸收信号，基于直接吸收信号和由标准具物理特性确定的两相邻波峰的之间的扫描波长间隔，获得参考系统的激光器扫描波长的非线性表征；基于参考系统的激光器扫描波长的非线性表征及参考系统通标气对应的气体直接吸收信号，获取参考系统的气体直接吸收信号与激光器扫描波长的曲线关系；确定目标系统的激光器参数的步骤包括：借助背景气体的吸收谱线或使用波长计，以被测气体的吸收峰的波长位置为基准，调整目标系统的激光器，获取目标系统的激光器参数，激光器参数包括扫描电流最低参考值、扫描电流最高参考值和激光器温度；获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征的步骤包括：基于在目标系统的发射模块和接收模块之间放置的标准具，获取标准具产生的直接吸收信号，基于直接吸收信号和由标准具物理特性确定的两相邻波峰的之间的扫描波长间隔，获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征；获得目标系统输出的吸收峰的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系的步骤包括：基于参考系统的激光器扫描波长非线性表征和目标系统的激光器扫描波长非线
性表征，获取目标系统的气体直接吸收信号与扫描时间及气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系；基于目标系统的气体直接吸收信号与扫描时间的曲线关系获得目标系统中通入标气所对应的气体直接吸收信号的峰值；获得目标系统的被测气体浓度计算的校准系数的步骤包括：基于目标系统的气体直接吸收信号的峰值、参考系统被测气体浓度计算的校准系数以及参考系统中通入标气所对应的气体直接吸收信号的峰值，获取目标系统的被测气体浓度计算的校准系数。
10.通过采用上述技术方案，在对目标系统进行标定时，需要通过标准具作为衡量标准，进行参考系统和目标系统之间的转换，由于参考系统的激光器参数已知，则需要利用标准具获取参考系统的激光器扫描波长的非线性表征；然后再对目标系统进行操作，通过借助目标系统周围环境中的背景气体的吸收谱线或利用波长计这两种方式，均能获取被测气体吸收谱线的位置，然后以被测气体吸收谱线的位置为基准，来调整目标系统的激光器参数，使激光器的输出激光波长范围与被测气体的吸收谱线相吻合，其中使用目标系统周围环境中的背景气体获取被测气体的吸收谱线位置的这种方式即为利用背景气体中的无害的标志性气体（比如说水蒸气、氧气）的吸收谱线的位置来推断有害的被测气体吸收谱线的位置，然后进行调整激光器参数；接着在目标系统内放置标准具，获取目标系统的激光器扫描波长的非线性表征，根据参考系统和目标系统的激光器扫描波长的非线性表征的区别，以参考系统气体直接吸收信号为依据，来获取目标系统的直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的曲线关系，然后再获取目标系统的被测气体浓度计算的校准系数；利用标准具作为转换中介，无需通入标气，且能解决标气产生的污染、不易存储以及不易运输等问题，能提高对批次目标系统进行标定的效率。
11.可选的，在基于在参考系统的发射模块和接收模块之间放置的标准具，获取标准具产生的直接吸收信号的步骤之前包括：基于被测气体的吸收谱线范围，确定参考系统的激光器参数，激光器参数包括扫描电流最低参考值、扫描电流最高参考值和激光器温度；获取参考系统的发射模块和接收模块之间通入的标气的温度、压强和气体直接吸收信号峰值，基于标气的温度、压强和直接吸收信号峰值获取被测气体浓度计算的校准系数。
12.通过采用上述技术方案，在确定参考系统的激光器参数时，需要先在参考系统的发射模块和接收模块之间通入标气，根据标气的谱线范围调节激光器的参数，使激光器的输出激光波长范围与通入标气时的吸收谱线相对应，并获取参考系统输出的吸收信号的峰值，然后确定被测气体的温度、压强和峰值量与标气浓度之间的换算关系，以此来获取参考系统中被测气体浓度的校准系数，以供后续目标系统标定参照。
13.可选的，且在所述基于标气的温度、压强和直接吸收信号峰值获取被测气体浓度计算的校准系数的步骤之后包括：改变参考系统的激光器电流参数，将扫描电流最低参考值乘以第一预设倍数，将扫描电流最高参考值乘以第二预设倍数，其中，第一预设倍数为小于1的实数，第二预设倍数为大于1的实数。
14.通过采用上述技术方案，由于参考系统只是一个参考基准，将扫描电流的最低电流值和最高电流值分别乘以相应的倍数，能扩大扫描电流的扫描范围，能增大参考系统的涵盖范围，可以适应于一些超出扫描电流范围的目标系统的激光器，使参考系统能适应对更多的目标系统的标定。
15.可选的，所述获得参考系统的激光器扫描波长的非线性表征的步骤包括：基于所述标准具的物理特性和标准具产生的直接吸收信号，获取所述标准具的两相邻波峰之间的扫描波长间隔δv=1/（2nl），其中n为标准具的材料折射率，l为标准具的物理尺寸；以相邻两波峰之间的扫描波长间隔δv为标准获得标准具产生的直接吸收信号随扫描时间的变化曲线上的扫描时间间隔；以扫描时间间隔为横坐标、以扫描波长间隔为纵坐标描述扫描波长随参考系统的扫描时间的变化曲线，获得参考系统的激光器扫描波长的非线性表征。
16.通过采用上述技术方案，由于激光器存在非线性表征，即激光器的扫描波长与扫描时间并不是呈线性关系，本方案利用标准具将激光器的非线性进行量化表征，以坐标系的形式体现参考系统的激光器的扫描波长与扫描时间的关系变化曲线，有利于在参考系统与目标系统之间建立一个桥梁，衡量两者激光器非线性特征之间的关系或量化两者之间的区别。
17.可选的，所述获取目标系统的气体直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的曲线关系的步骤包括：基于参考系统标定过程中通入标气时获得的气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系与目标系统的扫描波长的非线性表征的曲线关系，通过内插法获取目标系统的气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系；基于目标系统的气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系，通过光谱模拟法获取目标系统的气体直接吸收信号与扫描时间的曲线关系。
18.通过采用上述技术方案，由于想要获取目标系统的直接吸收信号与扫描时间的曲线关系，需要先获取目标系统的气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系，而在目标系统的气体直接吸收信号与扫描波长的曲线关系坐标系上，通过内插法便于通过已知范围两端的数据预测范围内的数据，再通过光谱模拟的方法获取目标系统的气体直接吸收信号与扫描时间的曲线关系，然后在目标系统的直接吸收信号与扫描时间的曲线上获取目标系统的直接吸收信号峰值，以推算出目标系统的被测气体浓度计算的校准系数。
19.可选的，所述获取目标系统的直接吸收信号峰值的步骤包括：获取目标系统的直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的曲线关系，对目标系统的直接吸收信号进行数字滤波，目标系统的数字滤波参数与参考系统的数字滤波参数相同；基于数字滤波后的目标系统的直接吸收信号，获取目标系统的直接吸收信号峰值。
20.通过采用上述技术方案，由于根据内插法计算出的目标系统的直接吸收信号信噪比低，通过数字滤波的形式将目标系统的直接吸收信号进行降噪处理，有利于提高目标系统的直接吸收信号峰值的准确性。
21.第二方面，本技术提供的一种激光气体分析系统标定装置，采用如下的技术方案：一种激光气体分析系统标定装置，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储对激光气体分析系统标定的程序；所述处理器用于运行所述存储器所存储的用于存储对激光气体分析系统标定的程序时执行上述的激光气体分析系统标定方法。
22.通过采用上述技术方案，在激光器发射的激光经过标准具时，接收模块会接收到被标准具吸收部分光线后的直接吸收信号，能得出参考系统的激光器扫描波长的非线性表征，基于被测气体的吸收光谱范围确定目标系统的激光器参数，然后将标准具放置于目标系统中的发射模块与接收模块之间，基于标准具测量参数及输出数据获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征，然后根据目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，获得目标系统输出的吸收峰的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系，由于参考系统通入标气后的对被测气体浓度计算的校准系数是已知的，则能获得目标系统的被测气体浓度计算的校准系数，利用参考系统的已知参数，以及将标准具作为转换标准，来对其他同型号的目标系统进行标定，无需通入标气进行标定，具有便于提高对批次测量系统的标定效率的效果。
23.第三方面，本技术提供的一种激光气体分析系统标定系统，采用如下的技术方案：一种激光气体分析系统标定系统，包括目标系统、参考系统、标准具及上述的激光气体分析系统标定装置，所述参考系统和目标系统均包括发射模块和接收模块，所述发射模块包括激光器、驱动电路和光学准直透镜，所述接收模块包括光学会聚透镜、探测器和数字信号处理电路；所述参考系统用于对目标系统的标定起参考作用；所述目标系统用于通过参考系统和标准具测量自身的激光器参数；所述激光器设置在发射模块上，用于发射激光光束供接收模块接收；所述驱动电路与所述激光器通信连接，用于通过电流驱动激光器及控制激光器温度；所述光学准直透镜用于对激光器发出的呈发散状态的激光光束变成呈平行状态传输的准直光束；所述光学会聚透镜用于将激光光束进行会聚并将会聚的激光光束投射到探测器上；所述探测器用于将接收到的光信号转换为电信号并发送至数字信号处理电路；所述数字信号处理电路，输入端与所述探测器通信连接，输出端与上位机连接，用于将采集到的光谱信号进行信号处理并计算气体的浓度值，之后将浓度值传输至上位机；所述标准具，用于测定参考系统的直接吸收信号与扫描波长的对应关系，然后根据参考系统的激光器的非线性表征和目标系统的激光器的非线性表征，以获取目标系统的直接吸收信号与扫描波长的对应关系。
24.通过采用上述技术方案，在激光器发射的激光光束经过标准具时，光学准直透镜用于对激光器发出的呈发散状态的激光光束变成呈平行状态传输的准直光束，光学会聚透镜用于将激光光束进行会聚并将会聚的激光光束投射到探测器，探测器用于将接收到的光信号转换为电信号并发送至数字信号处理电路，数字信号处理电路形成直接吸收信号，能
得出参考系统的激光器扫描波长的非线性表征，获取基于被测气体的吸收谱线范围确定目标系统的激光器参数，然后将标准具放置于目标系统中的发射模块与接收模块之间，基于标准具测量参数及输出数据获得目标系统的激光器扫描波长的非线性表征，然后根据目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，获得目标系统输出的吸收峰的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系，利用参考系统的已知参数，以及标准具作为转换标准，来对其他同型号的目标系统进行标定，无需通入标气进行标定，具有便于提高对批次测量系统的标定效率的效果。
25.可选的，该系统还包括信号放大器，信号放大器的输入端与探测器通信连接，信号放大器的输出端与数字信号处理电路通信连接，用于将接收的激光光束进行放大处理并发送至数字信号处理电路。
26.通过采用上述技术方案，由于激光器发出的激光光束在传输的过程中会有损失的部分，因此探测器在检测到激光信号时，信号放大器将光谱信号进行放大处理，有利于提高直接吸收信号谱线的清晰度和准确度。
27.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：在对系统定标时，无需使用标气进行标定，通过设置已知参数的参考系统和作为中间转换标准的标准具，实现对其他待测目标系统的定标，具有便于提高对批次测量系统的标定效率的效果。
附图说明
28.图1是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定系统的硬件架构示意图。
29.图2是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定方法的流程图。
30.图3是图2中s200的展开流程图。
31.图4是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定系统的直接吸收信号曲线图。
32.图5是图2中s300的展开流程图。
33.图6是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定系统的扫描波长扫描曲线图。
34.图7是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定系统的参考系统和目标系统的被测气体直接吸收信号与扫描波长的关系曲线图。
35.图8是图2中s400的展开流程图。
36.图9是图2中s500的展开流程图。
37.图10是本技术实施例的一种激光气体分析系统标定系统的滤波后被测气体吸收信号与扫描时间的关系曲线图。
38.附图标记说明：1、发射模块；2、接收模块；3、标准具；4、激光器；5、驱动电路；6、光学准直透镜；7、光学会聚透镜；8、探测器；9、信号放大器；10、数字信号处理电路。
具体实施方式
39.以下结合以下全部附图对本技术作进一步详细说明。
40.本技术实施例公开一种激光气体分析系统标定系统。一种激光气体分析系统标定系统，包括目标系统、参考系统、标准具3及激光气体分析系统标定装置。
41.参考系统用于对目标系统的标定起参考作用。
42.在对参考系统通入标气结束后，标准具3被放置于参考系统内然后获取参考系统的直接吸收信号，然后获得参考系统的激光器4的非线性表征，而后将标准具3放置在目标系统内，获得目标系统的激光器4的非线性表征，本实施例中采用法布里
‑
珀罗(f
‑
p)高精度标准具3。
43.目标系统用于通过参考系统和标准具3测量自身的激光器4参数。
44.激光气体分析系统标定装置，包括存储器和处理器，存储器用于存储对激光气体分析系统标定的程序，存储器包括cf闪存卡、sm闪存卡、sd闪存卡、xd闪存卡、mmc闪存卡和微硬盘等具有存储功能的硬件，处理器用于执行对激光气体分析系统标定的程序，处理器包括单片机、mcu、中央处理器以及其他芯片等，一般使用32位低功耗单片机。
45.参照图1，参考系统和目标系统均包括发射模块1和接收模块2，发射模块1包括激光器4、驱动电路5和光学准直透镜6，接收模块2包括光学会聚透镜7、探测器8、信号放大器9和数字信号处理电路10。
46.激光器4用于发射激光光束供接收模块2接收。
47.驱动电路5与激光器4通信连接，用于通过电流驱动激光器4及控制激光器温度。
48.光学准直透镜6设置在激光器4靠近接收模块2的一侧，用于对激光器4发出的呈发散状态的激光光束变成呈平行状态传输的准直光束。
49.光学会聚透镜7设置在探测器8靠近发射模块1的一侧，用于将激光光束进行会聚并将会聚的激光光束投射到探测器8上。
50.探测器8探测器用于将接收到的光信号转换为电信号并通过信号放大器9将电信号进行放大后发送至数字信号处理电路10。
51.信号放大器9的输入端与探测器8的输出端通信连接，信号放大器9的输出端与数字信号处理电路10通信连接，用于接收探测器8发送的电信号并进行放大处理。
52.数字信号处理电路10，输入端与信号放大器9通信连接，输出端连接有pc端上位机，用于将探测器8接收后并通过信号放大器9放大处理后的直接吸收信号谱线进行信号处理成更加精确的直接吸收信号谱线，并能计算气体的浓度值，之后将浓度值传输至pc端上位机。
53.本技术实施例一种激光气体分析系统标定系统的实施原理为：在对目标系统进行标定前，需要将参考系统利用标气进行定标，通过在参考系统中通入标气，根据直接吸收信号峰值确定参考系统的激光器4的参数，获取参考系统的被测气体浓度的校准系数，然后利用标准具3获取参考系统的激光器4扫描波长的非线性表征，然后将标准具3放置于目标系统中的发射模块1与接收模块2之间，基于标准具3的测量参数及输出数据获得目标系统的激光器4扫描波长的非线性表征，根据目标系统的激光器4扫描波长的非线性表征获取目标系统的直接吸收信号峰值，然后根据目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，利用参考系统的参考系统的被测气体浓度的校准系数，来获取目标系统的被测气体浓度的校准系数，实现对目标系统的标定。
54.参照图2，基于上述硬件架构，本实施例还公开一种激光气体分析系统标定方法，该方法包括步骤s100~s700：步骤s100：基于被测气体的吸收谱线范围，确定参考系统的激光器4参数，激光器4参数包括扫描电流最低参考值、扫描电流最高参考值和激光器4温度。
55.在标定参考系统时，对参考系统通入被测气体，此处的被测气体为标气，被测气体的浓度和吸收谱线范围已知，而根据该吸收谱线范围，调节参考系统激光器参数以控制激光器的输出激光波长范围，使波长范围与被测气体的吸收谱线范围吻合，从而实现参考系统激光器参数的确定。
56.步骤s200，在参考系统的发射模块1和接收模块2之间放置带有密封的标气的样品池，再向样品池中通入标气，进行标定记录；记录气体温度t，压强p以及光谱信号φ(t，p)的峰值a0_ref，确定被测气体浓度计算的校准系数η_ref。
57.需要注意的是，由于标气同时受浓度、压强和温度的影响，因此不仅对标气的浓度进行定标时，还可以对标气的压强和温度进行定标，使对标气的定标达到最优化。
58.如上述所提到的，根据标气的温度、压强和直接吸收信号峰值a0_ref建立起峰值信号量和标气浓度的比值换算关系，例如1000ppm的标气浓度对应1000mv的峰值信号量，则根据标气浓度和对应标气峰值的信号量获取此时的被测气体浓度计算的校准系数η_ref=1ppm/mv。
59.参照图3，步骤s200之后包括步骤s210~s220：步骤s210：改变参考系统的激光器4电流参数，将扫描电流最低参考值乘以第一预设倍数，将扫描电流最高参考值乘以第二预设倍数，其中，第一预设倍数为小于1的实数，第二预设倍数为大于1的实数。
60.举例来说，扫描电流最低值imin_ref乘以的第一预设倍数为0.8，扫描电流最高值imax_ref乘以的第二预设倍数为1.2，因此扫描电流最低值imin_extend=imin_ref*1.2，最高值imax_extend=imax_ref*1.2，能扩大目标系统与参考系统比对的范围。
61.步骤s220：将标准具3放置在发射单元和接收单元之间，通过信号处理电路10获得标准具3产生的直接吸收信号；基于所述标准具3的物理特性和标准具3的直接吸收信号，获取所述标准具3的两相邻波峰之间的扫描波长间隔δv=1/（2nl），其中n为标准具3的材料折射率，l为标准具3的物理尺寸。
62.由于标准具3作为一个衡量用具，自身的材料折射率和物理尺寸是已知的，此处物理尺寸指的是标准具3的厚度，两相邻波峰之间的扫描波长间隔δvfp相当于刻度尺上的刻度间距，是固定值，而利用这个固定值能衡量不同目标系统的激光器4所输出的扫描波长大小。
63.参照图2，步骤s300：基于标准具3测量参数及输出数据获得参考系统的激光器4扫描波长的非线性表征。
64.参照图4，为标准具3的信号强度（纵轴）与扫描时间（横轴）的关系曲线，横轴的扫描时间间隔是相同的，而从图中来看，由于激光器4的非线性关系，相邻两波峰峰值的扫描波长间隔δvfp的视觉大小不一致。
65.参照图5，步骤s300包括步骤s310~s320：步骤s310：基于在参考系统的发射模块1和接收模块2之间放置的标准具3，获取标准具3产生的直接吸收信号，基于直接吸收信号和由标准具3物理特性确定的两相邻波峰的之间的扫描波长间隔，获得参考系统的激光器4扫描波长的非线性表征。
66.步骤s310包括步骤s31a~s31b：步骤s31a：以相邻两波峰之间的扫描波长间隔为标准获得扫描时间间隔。
67.步骤s31b：以扫描时间间隔为横坐标、以扫描波长间隔为纵坐标描述扫描波长随参考系统的扫描时间的变化曲线，获得参考系统的激光器4扫描波长的非线性表征。
68.参照图6，在获得参考系统的激光器4扫描波长的非线性曲线时，需要将由标准具3在每个相同扫描时间段内的扫描波长间隔δvfp进行累加，由于每个相同的扫描波长间隔δvfp所对应的扫描时间段是不一致的，因此在对纵坐标的参考系统的激光器4扫描波长v_ref随扫描时间t累加时，所呈现出的曲线的斜率是不一样的。
69.步骤s320：基于激光器4扫描波长的非线性表征及标准具3产生的直接吸收信号，获取参考系统的直接吸收信号与激光器4扫描波长的曲线关系。
70.参照图7，即为参考系统的直接吸收信号与激光器4扫描波长的曲线关系，横坐标为扫描波长v_ref，纵坐标为系统直接吸收信号s_ref(v_ref)。
71.参照图2，步骤s400：基于被测气体在背景气体中的吸收谱线范围确定目标系统的激光器4参数。
72.参照图8，步骤s400包括步骤s410~s420：步骤s410：借助背景气体的吸收谱线或使用波长计，以被测气体的吸收峰的波长位置为基准，调整目标系统的激光器4。
73.步骤s420：获取目标系统的激光器4参数，激光器4参数包括扫描电流最低参考值、扫描电流最高参考值和激光器4温度。
74.在对目标系统进行标定时，借助环境中的背景气体（如空气）吸收谱线或者使用波长计，找到被测气体（比如说硫化氢）的吸收峰的波长位置，来调整并确定目标系统的激光器4的电流参数和温度参数。
75.参照图2，步骤s500：基于标准具3测量参数及输出数据获得目标系统的激光器4扫描波长的非线性表征。
76.参照图9，步骤s500包括步骤s510~s530：步骤s510：基于在目标系统的发射模块1和接收模块2之间放置的标准具3，获取标准具3产生的直接吸收信号，基于直接吸收信号和由标准具3物理特性确定的两相邻波峰的之间的扫描波长间隔，获得目标系统的激光器4扫描波长的非线性表征。
77.参照图4，与获取参考系统的激光器4扫描波长的非线性表征类似，需要将由标准具3在每个相同扫描时间段内的扫描波长间隔δvfp进行累加，由于每个相同的扫描波长间隔δvfp所对应的扫描时间段是不一致的，因此在对纵坐标的目标系统的激光器4扫描波长v_target随扫描时间t累加时，所呈现出的曲线的斜率是不一样的。
78.步骤s520：基于参考系统的激光器4扫描波长非线性表征和目标系统的激光器4扫描波长非线性表征，获取目标系统的直接吸收信号与扫描时间及直接吸收信号与扫描波长的曲线关系。
79.步骤s520包括步骤s52a~s52b：步骤s52a：基于参考系统标定过程中通入标气时获得的气体直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的非线性表征的曲线关系，通过内插法获取目标系统的直接吸收信号与扫描波长的曲线关系。
80.参照图7，由于将参考系统的激光器4扫描波长非线性表征和目标系统的激光器4扫描波长非线性表征进行内插法进行换算时只能以扫描波长为自变量的形式进行，则在获
取目标系统的直接吸收信号与扫描波长的曲线关系s_target(v_taregt)时，要取决于参考系统通入标气标定过程中获得的直接吸收信号与扫描波长的曲线关系s_ref(v_ref)以及目标系统的扫描波长的非线性表征的曲线关系的结合。
81.步骤s52b：基于目标系统的直接吸收信号与扫描波长的曲线关系，通过光谱模拟法获取目标系统的直接吸收信号与扫描时间的曲线关系。
82.由于在获取目标系统的直接吸收信号的峰值信号峰值a0_target时，需要转换成以扫描时间t为横坐标的坐标系上，因此需要将目标系统的直接吸收信号与扫描波长的曲线关系s_target(v_taregt)转换成目标系统的直接吸收信号与扫描时间的曲线关系s_target(t)。
83.步骤s530：基于目标系统的直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的曲线关系，获取目标系统直接吸收信号与扫描时间曲线关系中直接吸收信号的峰值。
84.参考图10，通过目标系统的直接吸收信号与扫描时间的曲线关系s_target(t)，然后经过信号处理电路以数字滤波的形式将直接吸收信号进行降噪处理，获取更加准确的直接吸收信号峰值a0_target。
85.步骤s530包括步骤s53a~s53b：步骤s53a：获取目标系统的直接吸收信号分别与扫描时间及扫描波长的曲线关系，对目标系统的直接吸收信号进行数字滤波，目标系统的数字滤波参数与参考系统的数字滤波参数相同。
86.步骤s53b：基于数字滤波后的目标系统的直接吸收信号，获取目标系统的直接吸收信号峰值。
87.参照图10，目标系统的直接吸收信号s_target(t)含有较大的噪声信号，因此需要进行数字滤波将目标系统的直接吸收信号s_target(t)过滤成较为准确的直接吸收信号φ_target(t，p)，然后再获取直接吸收信号峰值a0_target。
88.步骤s600：基于目标系统的非线性表征与参考系统的非线性表征之间的差异，获得目标系统输出的峰值与参考系统通入标气过程中记录参数的关联关系。
89.步骤s700：基于目标系统输出的峰值在参考系统标定过程中记录参数的关联关系，以及参考系统对被测气体浓度计算的校准系数，获得目标系统的被测气体浓度计算的校准系数。
90.在获取目标系统的被测气体浓度计算的校准系数η_target时满足以下公式，目标系统被测气体浓度计算的校准系数η_target=η_ref*a0_target/a0_ref，从而利用这个校准系数η_target代替标气对目标系统标定。
91.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。