一种基于波长调制的气体浓度检测方法、装置及电子设备与流程

1.本发明涉及气体浓度信号处理技术领域，尤其涉及一种基于波长调制的气体浓度检测方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.波长调制技术属于可调谐半导体激光吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy，tdlas)的一种，具体是在波长调谐的过程中，在调谐信号(该调谐信号用来扫描激光频率，并通常采用低频锯齿波或者三角波)上加入调制信号，然后通过信号处理将吸收信号解调出来，从而获得气体浓度的相关信息。
3.对于吸收信号的解调问题，目前应用最为广泛的方法是采用相关性检测，相关性检测依据的原理是：经周期性调制的待测信号与生成的同频率、同相位的参考信号具有较强的相关性，而噪声信号不具备相关性。
4.应用相关性检测实现的基于波长调制技术的气体浓度信号处理方法，需要满足参考信号与待测信号的相位测量，否则会严重影响测量的准确性。目前，实现参考信号与待测信号的相位测量，大多通过生成两个正交的同频率信号，然后两路正交的参考信号与待测信号进行相敏检波，得到待测信号的特定频率成分在两个正交方向上的投影强度，最后通过三角合成得到测量结果，但是，这种相位测量方法存在计算量大，成本高，功耗高以及检测下限高的问题。此外，目前通常应用窄带低通滤波器来滤除吸收信号中的干扰成分，得到气体浓度相关的特征量，这种滤波方法往往存在着滤波器阶数高难以实现、计算量大以及稳定性差等问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于波长调制的气体浓度检测方法、装置及电子设备。
6.基于上述目的，本发明提供一种基于波长调制的气体浓度检测方法，包括：
7.获取待测气体的吸收信号，并通过预设采样频率对所述吸收信号进行采样后，获得目标信号；
8.根据预设调制频率对所述目标信号进行预处理，得到处理信号；
9.根据单位幅值、所述预设调制频率和初始相位生成参考信号，并根据所述处理信号和所述参考信号进行相位测量，获得同步相位；
10.根据所述单位幅值，所述预设调制频率和所述同步相位生成多倍频参考信号，并将所述处理信号和所述多倍频参考信号进行乘积运算，得到解调信号；
11.通过滤波器组对所述解调信号进行滤波处理后，获得所述待测气体的浓度特征值。
12.优选地，所述根据预设调制频率对所述目标信号进行预处理，得到处理信号，包括：
13.获取预设调制频率，所述预设调制频率小于所述预设采样频率；
14.构建通带截止频率为两倍所述预设调制频率的低通滤波器；
15.通过所述低通滤波器对所述目标信号进行处理，得到处理信号。
16.优选地，所述根据所述处理信号和所述参考信号进行相位测量，包括：
17.从所述处理信号获取预设长度的第一数据点，生成第一脉冲信号；
18.从所述参考信号中获取预设长度的第二数据点，生成第二脉冲信号；
19.以所述第二脉冲信号的上升沿为参考节点，获取所述第一脉冲信号上升沿的点数和第二脉冲信号一个周期的点数，并通过预设的相位测量模型获取同步相位；其中，所述相位测量模型为：
[0020][0021]
其中，为所述同步相位，d1为所述第一脉冲信号上升沿的点数，d2为所述第二脉冲信号一个周期的点数。
[0022]
优选地，所述通过滤波器组对所述解调信号进行滤波处理后，获得所述待测气体的浓度特征值，包括：
[0023]
构建滤波器组；所述滤波器组包含依次连接的三层滤波器，第一层滤波器为级联积分梳妆滤波器，第二层滤波器为滑动平均滤波器，第三层滤波器为加权时域平均滤波器；
[0024]
将所述解调信号输入到所述滤波器组，通过所述级联积分梳妆滤波器对所述解调信号进行降频处理，得到降频后的信号；
[0025]
通过所述滑动平均滤波器对降频后的信号进行一级滤波处理，得到一级滤波后的信号；
[0026]
通过所述加权时域平均滤波器对滤波后的信号进行二级滤波处理，得到所述待测气体的浓度特征值。
[0027]
优选地，在所述待测气体为变压器油中溶解气体时，所述获取待测气体的吸收信号，并通过预设采样频率对所述吸收信号进行采样后，获得目标信号，包括：
[0028]
将变压器油中溶解气体通入包含气室、激光驱动器、激光器和光电探测器的tdlas系统后，生成预设调制频率的扫描信号送入所述激光驱动器以控制所述激光器发射相应的激光，在所述气室内多次反射吸收后通过所述光电探测器将光信号转化成电信号，以得到吸收信号；
[0029]
通过预设采样频率的adc转换器对所述吸收信号进行采样，获得包含多点数据的待测信号。
[0030]
基于同一个发明构思，本发明还提供一种基于波长调制的气体浓度检测装置，包括：
[0031]
信号获取模块，用于获取待测气体的吸收信号，并通过预设采样频率对所述吸收信号进行采样后，获得目标信号；
[0032]
预处理模块，用于根据预设调制频率对所述目标信号进行预处理，得到处理信号；
[0033]
同步处理模块，用于根据单位幅值、所述预设调制频率和初始相位生成参考信号，并根据所述处理信号和所述参考信号进行相位测量，获得同步相位；
[0034]
信号解调模块，用于根据所述单位幅值，所述预设调制频率和所述同步相位生成
多倍频参考信号，并将所述处理信号和所述多倍频参考信号进行乘积运算，得到解调信号；
[0035]
浓度检测模块，用于通过滤波器组对所述解调信号进行滤波处理后，获得所述待测气体的浓度特征值。
[0036]
优选地，所述预处理模块，包括：
[0037]
频率获取子模块，用于获取预设调制频率，所述预设调制频率小于所述预设采样频率；
[0038]
滤波器构建子模块，用于构建通带截止频率为两倍所述预设调制频率的低通滤波器；
[0039]
预处理子模块，用于通过所述低通滤波器对所述目标信号进行处理，得到处理信号。
[0040]
优选地，所述同步处理模块，包括：
[0041]
第一脉冲信号生成子模块，用于从所述处理信号获取预设长度的第一数据点，生成第一脉冲信号；
[0042]
第二脉冲信号生成子模块，用于从所述参考信号中获取预设长度的第二数据点，生成第二脉冲信号；
[0043]
相位测量子模块，用于以所述第二脉冲信号的上升沿为参考节点，获取所述第一脉冲信号上升沿的点数和第二脉冲信号一个周期的点数，并通过预设的相位测量模型获取同步相位；其中，所述相位测量模型为：
[0044][0045]
其中，为所述同步相位，d1为所述第一脉冲信号上升沿的点数，d2为所述第二脉冲信号一个周期的点数。
[0046]
基于同一个发明构思，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的气体浓度检测程序，所述处理器执行所述气体浓度检测程序时实现上述任一项所述的基于波长调制的气体浓度检测方法。
[0047]
本发明提供的基于波长调制的气体浓度检测方法、装置及电子设备，首先根据预设采样频率对待测气体的吸收信号进行采样，并根据预设调制频率对采样得到的目标信号进行预处理，获得处理信号，然后生成单位幅值、预设调制频率和初始相位的参考信号，并根据处理信号和参考信号进行相位测量，获得同步相位，接下来生成单位幅值，多倍预设调制频率和同步相位的多倍频参考信号，并将处理信号和多倍频参考信号进行乘积运算，最后通过滤波器组对乘积运算得到的解调信号进行处理，得到待测气体的浓度特征值。相较于现有的气体浓度检测方法，本发明采用的相位测量方法，可以快速有效地实现处理信号与参考信号之间的相位同步，有利于提高气体浓度检测的准确度，同时本发明采用滑动平均法进一步抑制解调信号中的噪声，可以有效减少计算量，进而提高检测效率。
附图说明
[0048]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0049]
图1为本发明一实施例中基于波长调制的气体浓度检测方法的流程示意图；
[0050]
图2为本发明一实施例中基于波长调制的气体浓度检测方法步骤s50的流程示意图；
[0051]
图3为本发明一实施例中目标信号的示意图；
[0052]
图4为本发明一实施例中数据截取后的处理信号和参考信号的示意图；
[0053]
图5为本发明一实施例中乙烷气体浓度相关的特征信号示意图；
[0054]
图6为本发明一实施例中乙烷气体的吸收峰面积与浓度关系曲线示意图；
[0055]
图7为本发明一实施例中基于波长调制的气体浓度检测装置的结构框图；
[0056]
图8为本发明一实施例中电子设备的示意图。
具体实施方式
[0057]
为使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更为清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0058]
如图1所示，本发明一实施例提供的一种基于波长调制的气体浓度检测方法，具体包括以下步骤：
[0059]
步骤s10，获取待测气体的吸收信号，并根据预设采样频率对吸收信号进行采样后，获得目标信号。
[0060]
在步骤s10中，待测气体为变压器油中溶解气体，包括但不限于一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔等。吸收信号为通过待测气体吸收后的光信号经转换得到的电信号，吸收信号中含有与待测气体浓度相关的特征量。目标信号为吸收信号经采样后得到的离散信号。
[0061]
可理解的，可以采用tdlas系统获取待测气体的吸收信号，然后采用预设采样频率的adc转换器对吸收信号进行采样，获得包含n点数据的目标信号，该目标信号可以表示为其中，n为目标信号的点数(即采样点数)，k为谐波最高次数，fm为预设调制频率，fs为预设采样频率，为目标信号的初始相位，δ1(n)为干扰信号。
[0062]
步骤s20，根据预设调制频率对目标信号进行预处理，获得处理信号。
[0063]
在步骤s20中，预设调制频率为加载到激光器扫描信号的频率，且预设调制频率小于预设采样频率。处理信号为目标信号经预处理后的离散信号，且处理信号与目标信号的点数相同。
[0064]
可理解的，步骤s10获得的目标信号存在高次谐波分量，为了减少高次谐波分量的干扰，可以通过函数发生器产生一个小于采样频率的调制频率，并根据调制频率来完成目标信号的预处理，得到仅包含低次谐波分量的处理信号。
[0065]
在一优选实施方式中，为了滤除目标信号中2次谐波分量以上的干扰，步骤s20可以包括以下步骤：首先获取预设调制频率，然后构建通带截止频率为两倍预设调制频率的低通滤波器，最后通过低通滤波器对目标信号进行处理，得到处理信号，该处理信号可以表
示为其中，δ2(n)为预处理后的干扰信号。可选地，低通滤波器包括但不限于巴特沃斯低通滤波器和切比雪夫低通滤波器等。
[0066]
步骤s30，根据单位幅值、预设调制频率和初始相位生成参考信号，并根据处理信号和参考信号进行相位测量，获得同步相位。
[0067]
在步骤s30中，参考信号与处理信号的点数相同。
[0068]
也即，为了实现频率同步，首先生成幅度为单位幅值、频率为预设调制频率和相位为初始相位(优选地，初始相位为0)的参考信号，该参考信号可以表示为进一步地，为了实现相位同步，可以根据步骤s20获得的处理信号x2(n)和步骤s30获得的参考信号s1(n)进行相位测量，得到同步相位。
[0069]
在一可选实施方式中，为了减少相位同步的计算量大以及降低成本，需要对处理信号和参考信号之间的相位差进行测量，所述步骤s30中根据处理信号和参考信号进行相位测量，可以包括以下步骤：
[0070]
步骤s301，从处理信号中获取预设长度的第一数据点，生成第一脉冲信号。
[0071]
其中，预设长度m大于等于两倍预设采样频率与预设调制频率的商值，且小于采样点数，即
[0072]
也即，分别从处理信号x2(n)中选择长度为m的第一数据点，得到包含m点数据的处理信号x2(m)，并将处理信号x2(m)换为第一脉冲信号ε1(m)，其中，第一脉冲信号ε1(m)可以表示为：
[0073][0074]
由上式可知，若第一数据点x2(m)的幅值大于0，则第一脉冲信号ε1(m)的幅值为所有第一数据点x2(m)中的最大值，否则，第一脉冲信号ε1(m)的幅值为0。
[0075]
步骤s302，从参考信号中获取预设长度的第二数据点，生成第二脉冲信号。
[0076]
也即，从参考信号s1(n)中选择长度为m的第二数据点，得到包含m点数据的参考s1(m)，其中，m＝a,a 1,
…
,a m-1，a为选择的数据点序号，且a应满足的选择条件为：序号为(a m-1)的第一数据点s1(a m-1)为待测气体吸收峰之前的数据。
[0077]
进一步地，将包含m点数据的参考信号s1(m)转换为第二脉冲信号ε2(m)，其中，第二脉冲信号ε2(m)可以表示为：
[0078][0079]
由上式可知，若第二数据点s1(m)的幅值大于0，则第二脉冲信号ε2(m)对应的幅值为1，否则，第二脉冲信号ε2(m)的幅值为0。
[0080]
可选的，第一脉冲信号ε1(m)和第二脉冲信号ε2(m)均为矩形脉冲信号。需要说明的
是，步骤s301和步骤s302可以同时执行，也可以是某一步骤先于另一步骤优先执行。
[0081]
步骤s303，以第二脉冲信号的上升沿为参考节点，获取第一脉冲信号上升沿的点数和第二脉冲信号一个周期的点数，并通过预设的相位测量模型获取同步相位。
[0082]
也即，在获得两个矩形脉冲信号ε1(m)、ε2(m)之后，先设定参考节点，再获取第一脉冲信号ε1(m)上升沿的点数和第二脉冲信号ε2(m)一个周期的点数，进而将这两个参数输入到预设的相位测量模型，并获取相位测量模型输出的相位值。优选地，相位测量模型为：
[0083][0084]
其中，为同步相位，d1为第一脉冲信号上升沿的点数，d2为第二脉冲信号一个周期的点数。
[0085]
步骤s40，根据单位幅值，预设调制频率和同步相位生成多倍频参考信号，并将处理信号和多倍频参考信号进行乘积运算，获得解调信号。
[0086]
在步骤s40中，多倍频参考信号为两倍频参考信号，两倍频参考信号可以表示为
[0087]
在生成幅值为单位幅值、频率为两倍预设调制频率以及相位为同步相位的两倍频参考信号s2(n)，将处理信号x2(n)和两倍频参考信号s2(n)进行乘积运算，获得包含n点数据的解调信号，该解调信号可以表示为：
[0088][0089]
步骤s50，通过滤波器组对解调信号进行处理，获得待测气体的浓度特征值。
[0090]
在步骤s50中，通过预先构建的包含多层滤波器的滤波器组对解调信号xd(n)进行处理，滤除步骤s40中乘积运算产生的高倍频分量和噪声干扰，从而得到直流分量y，并根据该直流分量y中吸收峰的面积或者峰谷差(峰值与谷值之差)，获取待测气体的浓度特征值。
[0091]
进一步地，可以调用与待测气体关联的线性函数，将待测气体的浓度特征值输入线性函数，求解得到待测气体的标准浓度值。其中，该线性函数可以反映待测气体标准浓度值与浓度特征值之间的对应关系。
[0092]
在一可选实施方式中，为了减少计算量，通过构建包含滑动平均滤波器的滤波器组对解调信号进行处理，此时，图2所示，步骤s50可以包括以下步骤：
[0093]
步骤s501，构建滤波器组；所述滤波器组包含依次连接的三层滤波器，第一层滤波器为级联积分梳妆滤波器，第二层滤波器为滑动平均滤波器，第三层滤波器为加权时域平均滤波器；
[0094]
步骤s502，将解调信号的各解调信号输入到滤波器组，通过级联积分梳妆滤波器对解调信号进行降频处理，得到降频后的信号；
[0095]
步骤s503，通过滑动平均滤波器对降频后的信号进行一级滤波处理，得到一级滤波后的信号；
[0096]
步骤s504，通过加权时域平均滤波器对滤波后的信号进行二级滤波处理，得到待测气体的浓度特征值。
[0097]
可理解的，获得调解信号xd(n)之后，先通过滤波器组的级联积分梳妆滤波器进行降频处理，得到降频后的信号x
uc
(i)，其中，i＝0,1,2,
…
,m/d，d为级联积分梳妆滤波器的总抽取因子，m为调解信号的选择长度；再由设有平均滤波窗口的滑动平均滤波器对降频后的信号x
uc
(i)进行一级滤波处理，得到一级滤波后的信号x
ma
(j)，该一级滤波后的信号x
ma
(j)可以表示为：
[0098][0099]
其中，l、l1分别滑动平均滤波窗口的窗长和滑动步长；j为滑动次数，且floor()为向下取整函数；k1、k2为变量。
[0100]
最后，采用加权时域平均滤波器对一级滤波后的信号x
ma
(j)进行二级滤波处理，进一步降低信号的噪声干扰，得到直流分量y。可选的，加权时域平均滤波器包括但不限于savitzky-golay滤波器。
[0101]
在一可选实施方式中，在待测气体为变压器油中溶解气体时，步骤s10可以包括以下步骤：
[0102]
步骤s101，将变压器油中溶解气体通入包含气室、激光驱动器、激光器和光电探测器的tdlas系统后，生成预设调制频率的扫描信号送入激光驱动器以控制激光器发射相应的激光，在气室内多次反射吸收后通过光电探测器将光信号转化成电信号，以得到吸收信号；
[0103]
步骤s102，通过预设采样频率的adc转换器对吸收信号进行采样，获得包含多点数据的待测信号。
[0104]
其中，tdlas系统包含气室、激光器、光电探测器和与激光器连接的激光驱动器；激光器和光电探测器分别设置在气室的两端。预设采样频率与预设调制频率应满足的对应关系为：在采用两倍预设调制频率的信号作为变压器油中溶解气体的浓度特征信号时，预设采样频率至少大于四倍的预设调制频率。
[0105]
可理解的，将变压器油中溶解气体通入tdlas系统的气室后，生成预设调制频率的扫描信号送入激光驱动器以控制设置在气室一端的激光器发射相应的调制激光，该调制激光在气室内经多次反射被变压器油中溶解气体吸收后，通过设置在气室另一端的光电探测器将采集的光信号转换为电信号输出，从而获得与变压器油中溶解气体浓度相关的吸收信号。进一步地，在获得表征为电信号的吸收信号时，adc转换器按照预设采样频率对吸收进行采样，得到包含n点数据的目标信号。
[0106]
在一可选实施方式中，以待测气体为乙烷气体为例，基于波长调制技术的气体浓度检测方法可以包括以下步骤：
[0107]
步骤一，将100ppm浓度的乙烷气体通入光程为10米的气室，通过激光器发射可在一定范围内扫描的激光，该激光的调制频率(fm)设置为10khz，同时通过光电探测器接收经乙烷气体吸收后的待测信号(待测信号为光信号)，然后通过采样频率(fs)为4mhz的adc转换器对光电探测器的输出信号(输出信号为待测信号经光电转换后的电信号)进行模数转
换，得到包含400000点数据的目标信号x1(n)，如图3所示。
[0108]
步骤二，通过截止频率为20khz的巴特沃斯低通滤波器对目标信号x1(n)进行处理后，得到处理信号x2(n)；
[0109]
步骤三，生成幅值为单位幅值、频率为10khz以及相位为0的包含400000点数据的参考信号s1(n)，并分别选择处理信号x2(n)和参考信号s1(n)中的第2000点至3000点的数据，得到数据截取后的处理信号s1(m)和参考信号s1(m)，如图4所示，将图4中数据截取后的处理信号s1(m)和参考信号s1(m)分别转换为矩形脉冲信号ε1(m)、ε2(m)。
[0110]
以第二脉冲信号ε2(m)的上升沿为参考节点，获取第一脉冲信号ε1(m)上升沿的点数d1＝35和第二脉冲信号ε2(m)一个周期的点数d2＝400，通过相位测量模型得到同步相位
[0111]
步骤四，生成单位幅值、频率为20khz以及相位为0.5498的两倍频参考信号s2(n)，将两倍频参考信号s2(n)与处理信号x2(n)进行乘积运算得到解调信号xd(n)。
[0112]
步骤五，将滤波器组中级联积分梳妆滤波器的总抽取因子设置为d＝20，滑动平均滤波器中窗口的长度设置为l＝1000和滑动步长设置为l1＝20后，应用滑动平均法对解调信号xd(n)进行处理，得到乙烷气体浓度相关的特征信号，如图5所示。
[0113]
步骤五，从特征信号中获取乙烷气体吸收峰的波谷和波峰，并通过计算吸收峰面积得到乙烷气体的浓度特征值。应用上述方式实现0～500ppm不同乙烷气体浓度下吸收峰面积计算，可以得到乙烷气体的吸收峰面积与浓度关系曲线，如图6所示。
[0114]
根据图6拟合曲线的线性度(即r2值)可以达到0.9972，有效验证了本发明的准确性。
[0115]
综上所述，本实施例提供的基于波长调制的气体浓度检测方法，首先根据采样频率对待测气体的吸收信号进行采样，并根据调制频率对采样得到的目标信号进行预处理，获得处理信号，然后生成单位幅值、调制频率和初始相位的参考信号，并根据处理信号和参考信号进行相位测量，获得同步相位，接下来生成单位幅值，多倍调制频率和同步相位的多倍频参考信号，并将处理信号和多倍频参考信号进行乘积运算，最后通过滤波器组对乘积运算得到的解调信号进行处理，得到待测气体的浓度特征值。相较于现有的气体浓度检测方法，本实施例采用的相位测量方法，可以快速有效地实现处理信号与参考信号之间的相位同步，有利于提高气体浓度检测的准确度，同时本实施例采用滑动平均法进一步抑制解调信号中的噪声，可以有效减少计算量，提高检测效率。此外，本实施例的基于波长调制的气体浓度检测方法便于嵌入式实现。
[0116]
如图7所示，基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本发明一实施例还提供了一种基于波长调制的气体浓度检测装置，包括信号获取模块110、预处理模块120、同步处理模块130、信号解调模块140和浓度检测模块150，各功能模块的详细说明如下：
[0117]
信号获取模块110，用于获取待测气体的吸收信号，并通过预设采样频率对吸收信号进行采样后，获得目标信号；
[0118]
预处理模块120，用于根据预设调制频率对目标信号进行预处理，得到处理信号；
[0119]
同步处理模块130，用于根据单位幅值、预设调制频率和初始相位生成参考信号，并根据处理信号和参考信号进行相位测量，获得同步相位；
[0120]
信号解调模块140，用于根据单位幅值，预设调制频率和同步相位生成多倍频参考信号，并将处理信号和多倍频参考信号进行乘积运算，得到解调信号；
[0121]
浓度检测模块150，用于通过滤波器组对解调信号进行滤波处理后，获得待测气体的浓度特征值。
[0122]
在一可选实施方式中，所述信号获取模块110包括以下子模块，各功能子模块的详细说明如下：
[0123]
吸收信号获取子模块，用于将变压器油中溶解气体通入包含气室、激光驱动器、激光器和光电探测器的tdlas系统后，生成预设调制频率的扫描信号送入激光驱动器以控制激光器发射相应的激光，在气室内多次反射吸收后通过光电探测器将光信号转化成电信号，以得到吸收信号；
[0124]
采样子模块，用于通过预设采样频率的adc转换器对吸收信号进行采样，获得包含多点数据的待测信号。
[0125]
在一可选实施方式中，所述预处理模块120包括以下子模块，各功能子模块的详细说明如下：
[0126]
频率获取子模块，用于获取预设调制频率，所述预设调制频率小于所述预设采样频率。
[0127]
滤波器构建子模块，用于构建通带截止频率为两倍预设调制频率的低通滤波器；
[0128]
预处理子模块，用于通过低通滤波器对目标信号进行处理，得到处理信号。
[0129]
在一可选实施方式中，所述同步处理模块130包括以下子模块，各功能子模块的详细说明如下：
[0130]
第一脉冲信号生成子模块，用于从处理信号获取预设长度的第一数据点，生成第一脉冲信号；
[0131]
第二脉冲信号生成子模块，用于从参考信号中获取预设长度的第二数据点，生成第二脉冲信号；
[0132]
相位测量子模块，用于以第二脉冲信号的上升沿为参考节点，获取第一脉冲信号上升沿的点数和第二脉冲信号一个周期的点数，并通过预设的相位测量模型获取同步相位；其中，该相位测量模型为：
[0133][0134]
其中，为同步相位，d1为第一脉冲信号上升沿的点数，d2为第二脉冲信号一个周期的点数。
[0135]
在一可选实施方式中，所述浓度检测模块150包括以下子模块，各功能子模块的详细说明如下：
[0136]
滤波器组构建子模块，用于构建滤波器组；所述滤波器组包含依次连接的三层滤波器，第一层滤波器为级联积分梳妆滤波器，第二层滤波器为滑动平均滤波器，第三层滤波器为加权时域平均滤波器；
[0137]
降频子模块，用于将解调信号输入到滤波器组，通过级联积分梳妆滤波器对解调信号进行降频处理，得到降频后的信号；
[0138]
一级滤波子模块，用于通过滑动平均滤波器对降频后的信号进行一级滤波处理，
得到一级滤波后的信号；
[0139]
二级滤波子模块，用于通过加权时域平均滤波器对滤波后的信号进行二级滤波处理，得到待测气体的浓度特征值。
[0140]
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
[0141]
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本发明一实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的气体浓度检测程序，所述处理器执行所述气体浓度检测程序时实现上述任一实施例所述的基于波长调制的气体浓度检测方法。
[0142]
图8示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件示意图，该设备可以包括：处理器100、存储器200、输入/输出接口300、通信接口400和总线500。其中处理器100、存储器200、输入/输出接口300与通信接口400、总线500实现彼此之间在设备内部的通信连接。
[0143]
处理器100可以采用通用的cpu(central processing unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案。
[0144]
存储器200可以采用rom(read only memory，只读存储器)、ram(randomaccess memory，随机存取存储器)、静态存储设备、动态存储设备等形式实现。存储器200可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本发明实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器200中，并由处理器100来调用执行。
[0145]
输入/输出接口300用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触控屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
[0146]
通信接口400用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。
[0147]
总线500包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器100、存储器200，输入/输出接口300和通信接口400)之间传输信息。
[0148]
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器100、存储器200、输入/输出接口300、通信接口400以及总线500，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
[0149]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明实施例的，不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0150]
本发明实施例旨在涵盖落入本发明的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，
均应包含在本发明的保护范围之内。