基于CEEMD-PF的甲烷气体直接吸收信号降噪研究

作     者：孙思奇 李正友 杨沅锦 杨炳雄 

作者机构：南京航空航天大学机电学院 

出 版 物：《激光杂志》 (Laser Journal)

年 卷 期：2024年

学科分类：081704[工学-应用化学] 080901[工学-物理电子学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080401[工学-精密仪器及机械] 070302[理学-分析化学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：南京航空航天大学人事处管人才启动经费(No.1005-YQR17020) 

主　　题：TDLAS 直接吸收技术 互补集合经验模态分解 排列熵 S-G滤波 

摘      要：为提高可调谐半导体激光器吸收光谱学（TDLAS）技术甲烷气体浓度的检测精度，解决检测过程中直接吸收信号的噪声干扰问题。提出了一种互补集合经验模态分解（CEEMD）结合排列熵和S-G滤波的降噪方法，通过排列熵和S-G滤波来解决CEEMD分解中出现的虚假分量和噪声残留问题。通过仿真含不同噪声的甲烷气体吸收信号，并将所提方法与传统的CEEMD方法和小波变换方法作对比，验证所提方法的有效性。实验结果表明，相较于对比方法，所提方法吸收光谱曲线的Lorentz线型拟合的拟合度最高为0.9911，吸收光谱幅值与甲烷气体浓度拟合度为0.99846。该方法能够有效降低气体吸收信号中的噪声干扰，提高了系统的测量精度。