一种瓶内气体浓度检测系统的制作方法

1.本发明涉及光谱检测技术领域，具体涉及一种瓶内气体浓度检测系统。


背景技术：

2.在制药产业中，西林瓶由玻璃瓶和密封胶塞组成，常用于粉剂药物和液体药物的包装。在制药过程中，为了避免西林瓶中的药品与空气接触从而变质，通常采用抽真空或者填充氮气的方式对药品进行保护，但在生产过程中由于机械故障、瓶体的微小瑕疵等原因，封装完毕的西林瓶可能存在气体泄漏现象，在药品的生产和储藏过程中，由于西林瓶的气体泄漏现象，空气可以进入西林瓶内部，空气中的氧气会与药品接触，进而降低其药效，严重的会使药品变质，产生严重的药品安全问题。
3.为保证药品安全，需要对装有药品的西林瓶进行检测，以判断西林瓶是否发生泄漏从而污染药品，其中，常用方法为检测西林瓶顶部的气体是否与外界发生了质量交换，例如，检测西林瓶内氧气的浓度。检测气体浓度的传统方法主要有：高压电火花、微生物入侵法、色水渗透，这些方法在检测时会污染产品；测试周期长，难以满足高速检测的需求；且受颜色、浓度及环境影响较大。目前，常用的气体浓度检测新方法有：压力衰减、高压放电以及可调谐半导体激光器吸收光谱技术（tunable diode laser absorption spectroscopy， tdlas）。与上述其它技术相比，具有非接触性、非破坏性、检测精度高、检测速度快等优点。高压放电方法的主要检测对象为液体制剂产品包装，存在以下缺点：对于固体和粉末制剂的情况无法检测；检测时要求包装内必须装有20%以上液体时才能达到较好的测量精度。压力衰减方法检测范围广泛，存在以下缺点：检测速度慢，效率低下，且检测所需设备空间需求大。
4.激光tdlas技术是一种通过测量气体分子的吸收光谱，对该气体的浓度进行检测的方法，在传统的激光tdlas技术中，采用激光光束垂直入射待测样品的方法，当待测样品为玻璃瓶时，相对的瓶壁相当于两个互相平行的平面，则垂直入射的激光光束在瓶壁中会发生多次反射，导致标准具效应，进而严重影响了测量精度，为了达到所需的测量精度，采用多次测量降低噪声的方式，来提高测量的信噪比，以提高测量精度，但多次测量会降低检测速度，也即传统的激光tdlas技术无法同时满足快速、高精度检测的需求。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种瓶内气体浓度检测系统。
6.一种瓶内气体浓度检测系统，包括：探测单元，用于输出以待测样品中待测气体吸收峰频率为中心频率的激光光束，控制该激光光束射入至所述待测样品的角度，使得该激光光束在样品内部形成的任意折射和/或反射光线，与该激光光束的主光轴不在一个方向，并检测所述激光光束经过所述待测样品后的光强信号，将所述光强信号转化为电压信号；信号处理单元，接收由所述探测单元产生的所述电压信号，并对该电压信号进行
信号处理，得到样品信号；信号采集反演单元，接收由所述信号处理单元产生的所述样品信号，并根据该样品信号确定所述待测气体的浓度。
7.作为本发明的进一步改进，所述探测单元包括：可调谐激光器，用于输出所述激光光束；光电探测器，与所述可调谐激光器相对设置，以使得所述激光光束经过所述待测样品后可以完全被该光电探测器接收；用于检测所述激光光束经过待测样品后的所述光强信号，并将所述光强信号转化为所述电压信号；其中，所述可调谐激光器与所述光电探测器位于运输线两侧，所述待测样品位于所述运输线上。
8.作为本发明的进一步改进，所述探测单元还包括准直透镜，该准直透镜位于所述可调谐激光器与所述运输线之间，该准直透镜与所述可调谐激光器之间的距离大于该准直透镜的焦距。
9.作为本发明的进一步改进，所述信号处理单元包括：滤波器，接收所述电压信号，对该电压信号进行滤波处理，以去除所述电压信号中的噪声；相敏检波放大器，用于从所述电压信号中提取所述样品信号，该样品信号为所述待测气体的吸收谱信号。
10.作为本发明的进一步改进，所述信号采集反演单元包括：采集卡，所述样品信号为模拟信号，采集卡对所述样品信号进行模拟数字转换处理，将所述样品信号从所述模拟信号转变为数字信号，从而得到数字化样品信号；反演单元，根据所述数字化样品信号确定所述待测气体的浓度，其中，数字化样品信号中包含：在激光光束所扫描过的频率范围内，所述待测气体对各频率激光进行吸收后的光强信息；利用气体的浓度与光强信息之间存在的线性关系，根据数字化样品信号和所述线性关系，确定所述待测气体的浓度。
11.作为本发明的进一步改进，所述系统还包括激光控制单元，所述激光控制单元包括：下位机，用于下发命令信号；电流控制器，用于接收由所述下位机下发的第一命令信号，并响应于该第一命令信号调整所述可调谐激光器的中心电流，并产生扫描信号和调制信号，将所述扫描信号和所述调制信号输入至所述可调谐激光器，使得所述可调谐激光器的电流围绕所述中心电流变化；温度控制器，用于接收由所述下位机下发的第二命令信号，并响应于第二命令信号调整所述可调谐激光器的温度，以使所述可调谐激光器可以稳定输出激光频率。
12.作为本发明的进一步改进，所述系统还包括：光路触发单元，用于向所述探测单元发送触发信号，以通过所述触发信号控制所述探测单元输出所述激光光束，所述光路触发单元包括：光电触发器，用于发出触发光束，该触发光束与所述激光光束交叉；全反射膜，与所述光电触发器相对设置，所述触发光束照射到该全反射膜上，经过
该全反射膜反射后可由所述光电触发器接收；其中，所述光电触发器与所述全反射膜分别位于所述运输线的两侧。
13.一种瓶内气体浓度检测方法，使用上述的瓶内气体浓度检测系统，包括以下步骤：s101：可调谐激光器输出激光光束，激光光束的频率以待测气体吸收峰的频率为中心频率随时间变化；s102：待测样品放置在运输线上，以一定的速度向检测位置移动，当激光光束照射到待测样品中心位置时，激光光束的频率为中心频率；s103：光电探测器检测到穿过待测样品之后的各波长对应的光强信息，并将光强信息转化为电压信号；s104：滤波器对电压信号进行滤波处理，去除电压信号中的噪声；s105：相敏检波放大器从滤波后的电压信号中提取样品信号；s106：样品信号发送至信号采集反演单元的采集卡中，采集卡将样品信号转化为数字化样品信号；s107：反演单元对数字化样品信号进行高斯直线拟合，得到拟合曲线，并从拟合曲线中提取出高斯曲线部分，根据高斯曲线部分确定高斯曲线的峰值，该峰值即为指示值；s108：根据已知的指示值与氧气浓度之间的线性关系、指示值，确定该待测样品内氧气的浓度。
14.作为本发明的进一步改进，激光器的输出频率调节通过以下步骤实现：s201：下位机向电流控制器发送第一命令信号，向温度控制器发送第二命令信号；s202：电流控制器接收并响应于第一命令信号对可调谐激光器的中心电流进行调整：电流控制器产生第一频率的三角波扫描信号和第二频率的正弦波，并将三角波和正弦波输入至可调谐激光器，根据三角波和正弦波控制可调谐激光器的电流以一定的间隔在以待测气体吸收峰频率为中心频率的频率范围内依次变化；s203：温度控制器接受并响应于第二命令信号将可调谐激光器的温度控制在预设温度。
15.作为本发明的进一步改进，可调谐激光器受触发单元控制，步骤为：s301：待测样品到达第一位置时，触发光束被遮挡，光电触发器向可调谐激光器发送触发信号；s302：可调谐激光器接收触发信号，经一定的系统延迟后，在待测样品到达第二位置时开始输出激光光束。
16.本发明的有益效果：1、本发明的瓶内气体浓度检测系统的探测单元控制激光光束倾斜射入待测样品，可以有效缓解标准具效应，从而缓解因标准具效应而引入的噪声，提高测量精度，使单次测量的精度满足气体检测需要，进而提高了测量效率。
17.2、本发明的瓶内气体浓度检测系统的探测单元中可调谐激光器和光电探测器分别位于运输线的两侧，不需设置单独的传送装置，可以直接将所述系统应用于实际生产线上，从而降低了检测系统的装置复杂程度，减小系统体积。
18.3、本发明的瓶内气体浓度检测系统通过调节准直透镜的位置，出射会聚光束，并将会聚后激光光束的焦点置于待测样品的中心处，可以使得激光光束中每一部分光线经过
待测样品的路径长度一致，也即每一部分光线被待测气体吸收的吸收路径长度一致，进而使得测定的吸收系数更加符合线性关系，从而提高了信号探测效率。
19.4、本发明的瓶内气体浓度检测系统通过调节可调谐激光器的中心频率对多种待测气体进行检测。
20.5、本发明的瓶内气体浓度检测系统的激光触发方式采用延时触发，可以在样品到达测试位置前感知样品位置，并在样品到达测试位置精确开始输出激光光束，使得探测单元的反应时间更加充裕，从而减少计算量，达到提高产线检测数量的效果。
21.6、本发明的瓶内气体浓度检测系统可通过缩小第一位置与第二位置之间的距离，在无限小的距离中，因运输线速度不均匀而产生的速度变化很小，仍可以认为运输线速度是均匀的，因此对输送带速度不均匀的情况具有一定的适应性。
附图说明
22.图1是本发明的瓶内气体浓度检测系统示意图。
23.图2是本发明的探测单元示意图。
24.图3是本发明的探测单元会聚光束示意图。
25.图4是本发明的高斯直线拟合时原始曲线与拟合曲线的对照图。
26.图5是本发明的待测气体浓度与指示值之间的线性关系图。
27.图6是本发明的光路触发单元示意图。
28.图中标号说明：1、可调谐激光器；2、光电探测器；3、待测样品；301、第一位置；302、第二位置；303、第三位置；4、准直透镜；401、原始曲线；402、拟合曲线；5、光电触发器；6、全反射膜。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
30.一种瓶内气体浓度检测系统，如图1所示，所述系统包括：探测单元，用于输出以待测样品中待测气体吸收峰频率为中心频率的激光光束，控制该激光光束倾斜射入待测样品，并检测所述激光光束经过所述待测气体后的光强信号，将所述光强信号转化为电压信号；其中，当激光光束入射待测样品后，待测样品内部的待测气体会根据其自身的吸收谱线吸收激光光束中对应的吸收频率的光，从而导致了激光光束经过待测气体后光强产生变化；信号处理单元，接收由探测单元产生的电压信号，并对电压信号进行信号处理，得到样品信号；其中，信号处理包括去除噪声、提取样品信号等；信号采集反演单元，接收由信号处理单元产生样品信号，并根据样品信号，确定待测样品内的待测气体的浓度；其中，样品信号中包括待测气体对各频率（即波长）的激光光束的吸收情况，根据待测气体对各频率（即波长）的激光光束的吸收情况，就可以确定待测样品内的待测气体的浓度。
31.在一个可选的实施例中，本发明的瓶内气体浓度检测系统还包括：激光控制单元，用于调控激光光束的输出频率为待测气体的吸收谱线对应的频率，其中，激光光束的输出
频率为一个频率范围，该频率范围中一定包括待测气体的吸收峰频率，以待测气体的吸收峰频率为中心频率，激光光束的输出频率围绕中心频率变化。
32.在本技术实施例中待测样品垂直放置，激光光束与水平方向呈预设角度倾斜入射待测样品，此时，激光光束所经过的待测样品的瓶壁并不能形成互相平行的平面，因此，避免了标准具效应，从而缓解因标准具效应而引入的噪声，提高测量精度，使单次测量的精度满足气体检测需要，进而提高了测量效率。
33.本技术实施例中，待测样品为待检测的密封瓶，待测气体为密封瓶内待检测气体浓度的气体。
34.如图2所示，探测单元包括：可调谐激光器1，用于输出激光光束；光电探测器2，与可调谐激光器1相对设置，以使得激光光束经过待测样品3后可以完全被光电探测器2接收；用于检测激光光束经过待测样品3后的光强信号，并将光强信号转化为电压信号。
35.可调谐激光器1输出激光光束，以对一个待测样品3进行单次检测时，激光光束的频率是变化的。其中，激光光束的频率包含待测气体吸收谱线中的吸收峰的频率，从可调谐激光器1开始输出激光光束之后，随着时间的变化，激光光束的频率会以吸收峰的频率为中心频率，按一定规律改变激光光束的频率。
36.本技术实施例中，可调谐激光器1和光电探测器2分别位于运输线的两侧，其中，运输线为实际生产线上用于传送待测样品3的运输线，运输线会以一定的速度来运送待测样品3，使待测样品3依次被瓶内气体浓度检测系统检测。本技术实施例中，不需设置单独的传送装置，可以直接将所述系统应用于实际生产线上，从而降低了检测系统的装置复杂程度，减小系统体积。
37.在一个可选的实施方式中，激光光束与水平方向的预设角度取不小于30
°
的值。需要说明的是，上述预设角度的具体数值仅作为本技术实施例中预设角度具体数值的一种示例，实际检测过程中，可以根据检测精度，调整预设角度，本技术实施例中不对预设角度的具体数值做具体限定。
38.在一个可选的实施例中，探测单元还包括准直透镜4，准直透镜4位于可调谐激光器1与运输线之间，准直透镜4与可调谐激光器1之间的距离大于该准直透镜4的焦距f，从而得到会聚的激光光束，会聚的激光光束在待测样品3的中心位置o处会聚成一点，如图3所示。
39.传统技术中，利用发散光束进行气体浓度检测，可以有效减小待测样品3的瓶壁所反射的激光进入激光器引起激光器功率频率抖动，从而提高信噪比，但有部分光强无法被面积有限的光电探测器检2测，会降低信号探测效率。利用准直光束进行气体浓度检测，则可以保证大部分激光穿过待测样品3后被光电探测器2检测到，进而提高信号探测效率，但在准直光束正对瓶体时，光束会被瓶壁反射回到激光器，造成激光器功率频率抖动，严重影响信噪比。
40.本技术实施例中，会聚光束兼具发散光束和准直光束的优点，既可以降低待测样品3的瓶壁反射的影响，也可以以很高的效率探测激光光束的光强信息，且与发散光束、准直光束相比，会聚光束的优势还在于，将会聚后激光光束的焦点置于待测样品3的中心处，
可以使得激光光束中每一部分光线经过待测样品3的路径长度一致，也即每一部分光线被待测气体吸收的吸收路径长度一致，进而使得测定的吸收系数更加符合线性关系。
41.信号处理单元包括：滤波器，接收电压信号，对电压信号进行滤波处理，以去除电压信号中的噪声。
42.相敏检波放大器，用于从电压信号中提取样品信号，样品信号为待测气体的吸收谱信号。
43.其中，电压信号中可能存在并不是待测气体吸收光谱所对应的频率，该频率的光强信息与检测待测气体的浓度无关，因此，相敏检波放大器利用调制信号参考和光电信号进行相位敏感的相关检波运算，提取待测气体的吸收光谱对应的频率的电压信号，也就是样品信号。
44.信号采集反演单元包括：采集卡，样品信号为模拟信号，采集卡可以用于对样品信号进行模拟数字转换处理，将样品信号从模拟信号转变为数字信号，从而得到数字化样品信号；反演单元，根据数字化样品信号确定待测样品3内的待测气体的浓度，其中，数字化样品信号中包含在激光光束所扫描过的频率范围内，待测气体对各频率激光进行吸收后的光强信息，对于一种待测气体来说，气体的浓度与光强信息之间存在一种线性关系，因此，根据数字化样品信号和上述线性关系，就可以确定待测样品3内的待测气体的浓度。
45.在一个可选的实施例中，反演单元用于对数字化样品信号进行高斯直线拟合，其中，高斯直线拟合为采用高斯曲线和直线所组成的拟合函数对数字化样品信号进行拟合，之后可以从得到的拟合曲线中提取出高斯曲线部分，并令高斯曲线的峰值为指示值，由指示值确定待测样品3内的待测气体的浓度。
46.拟合函数中高斯曲线函数为： ，高斯曲线和直线组成的拟合函数为： ，其中，x, a, b, c, μ, σ均为拟合函数的参数。步骤为：首先设置拟合函数的参数，构建上述拟合函数；然后与原始函数拟合，拟合时程序自动调整拟合函数的参数至所需匹配度；完成高斯直线拟合后确定各参数的值，最后获取高斯曲线的峰值 。
47.如图4所示，数字化样品信号的原始曲线401与拟合曲线402几近重合，证明采用高斯直线拟合的方式对数字化样品信号进行拟合具有良好的拟合效果。
48.在一个可选的实施例中，拟合函数也可以利用高斯线型与其它线型组成，例如，高斯线型与一阶线型，或者与二阶线型组成拟合函数。
49.需要说明的是，上述高斯线型和直线组成拟合函数的过程仅作为本技术实施例中组成拟合函数的一个示例，本技术不对高斯线型和直线组成拟合函数的过程做具体限定。
50.在进行检测之前，可以利用所述系统在同样的背景环境中，对若干个已知待测气体浓度的参照样品进行检测。对光电探测器2检测得到的光强信息进行信号处理后，得到最终的数字化样品信号，反演单元对数字化样品信号进行高斯直线拟合，得到参照拟合曲线，并根据各参照拟合曲线，得到各待测气体浓度对应的指示值，根据不同待测气体浓度和其分别对应的指示值，可以得到待测气体浓度与指示值之间的线性关系，如图5所示。因此，在
利用所述系统进行待测气体浓度检测时，可以根据得到的指示值，确定该指示值对应的待测气体浓度。
51.本技术实施例中，气体检测系统在长期运行过程中，待测气体的吸收峰频率（即波长）会发生漂移，本实施例采用高斯线型与直线组成的拟合函数对数字化样品信号进行拟合，在拟合过程中，高斯曲线部分会根据实际得到的数字化样品信号调整吸收峰频率，从而可以自适应频率漂移现象，并且先通过对已知待测气体浓度的参照样品进行检测，得到在一种背景环境中指示值与待测气体浓度的线性关系，那么在同一个背景环境中进行待测气体的浓度检测时，背景环境中的待测气体浓度不会影响检测结果，本实施例中所述系统不需要额外的吹拂装置，来排出空气中的干扰，设备更加简单。
52.激光控制单元包括：下位机，用于下发命令信号；在实际应用中，下位机可以为单片机。
53.电流控制器，用于接收命令信号，并响应于命令信号调整可调谐激光器1的中心电流，确定中心电流后，电流控制器还用于产生扫描信号和调制信号，将扫描信号和调制信号输入至可调谐激光器1，并根据扫描信号和调制信号控制可调谐激光器1的电流围绕中心电流变化；其中，扫描信号和调制信号分别为不同波形的信号，扫描信号和调制信号共同作用，控制可调谐激光器1的电流围绕中心电流以一定规律变化，也即达到控制可调谐激光器1输出的激光光束频率围绕吸收峰频率以一定规律变化。
54.温度控制器，用于接收命令信号，并响应于命令信号调整可调谐激光器1的温度，以使可调谐激光器1可以稳定输出激光频率。
55.本技术实施例中，可调谐激光器1的电流和温度都会影响其输出的激光光束的频率，中心电流则对应待测气体的吸收峰频率，因此，通过调节电流和温度就可以调节激光光束的频率。
56.在一个实施例中，激光控制单元还可以包括粗调单元，用于手动调整系统参数。
57.在一个可选的实施例中，本发明的瓶内气体浓度检测系统还包括光路触发单元，用于在待测样品3到达指定位置时向探测单元发送触发信号，以通过触发信号控制探测单元输出激光光束，以对待测样品3进行检测。当待测样品3未到达指定位置时，瓶内气体浓度检测系统处于不工作状态。
58.如图6所示，在一个可选的实施例中，光路触发单元包括：光电触发器5，用于发出触发光束，触发光束与激光光束交叉；全反射膜6，与光电触发器5相对设置，触发光束照射到全反射膜6上，经过全反射膜6反射后可由光电触发器5接收。
59.其中，光电触发器5和全反射膜6分别位于运输线的两侧，当光电触发器5未接收到反射的触发光束时，光电触发器5向探测单元发送触发信号。
60.示例性的，指定位置与实际检测位置存在一定距离，则待测样品3到达指定位置时，光路触发单元会发送延迟时间0.5s的触发信号，该触发信号控制探测单元在0.5s后开始输出激光光束，此时，待测样品3恰好到达实际检测位置。当待测样品3到达第一位置301时，待测样品3开始对触发光束起遮挡作用，此时光电触发器5开始接收不到触发光束，则向探测单元发送触发信号，经过一定的时间延迟，探测单元在待测样品3到达第二位置302时
开始输出激光光束。采用延时触发，可以在样品到达测试位置前感知样品位置，并发送信号，使得探测单元的反应时间更加充裕，从而减少计算量，达到提高产线检测数量的效果。
61.本技术实施例中，在对一个待测样品3进行检测时，激光光束的频率需要在一定范围内变化，且在激光光束倾斜入射到待测样品3的直径位置时，也即待测样品3到达第三位置303时，激光光束的频率应恰好为待测气体的吸收峰频率，以提高检测精度。在传统检测方法中，多需要将待测样品3低速通过激光光束，或者与激光光束相对静止一定时间以完成检测。
62.需要说明的是，上述延时触发的触发信号仅作为本技术实施例中触发信号的一种示例，实际上，也可以采用即时触发的触发信号来控制探测单元输出激光光束，只要保证在待测样品3到达实际检测位置时，探测单元开始输出激光光束对待测样品3进行检测即可，本技术实施例中不对触发信号的形式做具体限定。
63.在本技术实施例中，第一位置301与第二位置302之间的距离为dt，可以通过精确调节触发光束和激光光束的位置，选择合适的dt匹配输送带的平均速度和延迟扫描的触发信号，以使激光光束扫描至吸收峰频率时激光光束穿过待测样品3直径附近，从而可以实现待测样品3在高速运动中完成检测。
64.在实际生产过程中，由于运输线的摩擦、使用年限等问题，运输线速度具有一定程度的不均匀性，在生产时运输线速度的不均匀可以忽略不计，但在检测过程中，运输线速度的不均匀可能导致待测样品3到达第三位置303时，激光光束的频率不是待测气体的吸收峰频率，从而不利于气体浓度的检测，因此在检测过程中运输线速度的不均匀不可以忽略。令dt为无限小，可认为在无限小的距离dt中，因运输线速度不均匀而产生的速度变化很小，仍可以认为运输线速度是均匀的，上述方法对输送带速度不均匀具有一定的适应性。进而有利于所述系统直接应用于实际生产线。
65.一种瓶内气体浓度检测方法，包括以下步骤：s101：可调谐激光器输出激光光束，激光光束的频率以待测气体吸收峰的频率为中心频率随时间变化；s102：待测样品放置在运输线上，以一定的速度向检测位置移动，当激光光束照射到待测样品中心位置时，激光光束的频率为中心频率；s103：光电探测器检测到穿过待测样品之后的各波长对应的光强信息，并将光强信息转化为电压信号；s104：滤波器对电压信号进行滤波处理，去除电压信号中的噪声；s105：相敏检波放大器从滤波后的电压信号中提取样品信号；s106：样品信号发送至信号采集反演单元的采集卡中，采集卡将样品信号转化为数字化样品信号；s107：反演单元对数字化样品信号进行高斯直线拟合，得到拟合曲线，并从拟合曲线中提取出高斯曲线部分，根据高斯曲线部分确定高斯曲线的峰值，该峰值即为指示值；s108：根据已知的指示值与氧气浓度之间的线性关系、指示值，确定该西林瓶内氧气的浓度。
66.在一个可选的实施例中，本发明的瓶内气体浓度检测方法中，激光器的输出频率调节通过以下步骤实现：
s201：下位机向电流控制器发送第一命令信号，向温度控制器发送第二命令信号；s202：电流控制器接收并响应于第一命令信号对可调谐激光器的中心电流进行调整：电流控制器产生第一频率的三角波扫描信号和第二频率的正弦波，并将三角波和正弦波输入至可调谐激光器，根据三角波和正弦波控制可调谐激光器的电流以一定的间隔在以待测气体吸收峰频率为中心频率的频率范围内依次变化；s203：温度控制器接受并响应于第二命令信号将可调谐激光器的温度控制在预设温度。
67.在一个可选的实施例中，本发明的瓶内气体浓度检测方法中：可调谐激光器受触发单元控制，步骤为：s301：待测样品到达第一位置时，触发光束被遮挡，光电触发器向可调谐激光器发送触发信号；s302：可调谐激光器接收触发信号，经一定的系统延迟后，在待测样品到达第二位置302时开始输出激光光束。
68.实施例1利用所述系统检测待测样品内某待测气体的浓度的过程如图1所示，以待测样品为西林瓶，待测气体为氧气为例，氧气的吸收峰频率所对应的波长为761.413nm，此时，以波长761.413nm对应的中心电流为100ma，温度为25℃为例，下位机向电流控制器发送第一命令信号，向温度控制器发送第二命令信号，电流控制器接收并响应于第一命令信号将可调谐激光器的中心电流调整为100ma，同时电流控制器产生第一频率的三角波扫描信号和第二频率的正弦波，并将三角波和正弦波输入至可调谐激光器，根据三角波和正弦波控制可调谐激光器的电流以0.2ma的间隔，依次从90ma变化到110ma，温度控制器接受并响应于第二命令信号将可调谐激光器的温度控制在25℃。
69.西林瓶放置在生产线上的运输线上，以一定的速度向检测位置移动，当西林瓶开始遮挡触发光束时，光电触发器未接收到触发光束，此时，光电触发器向可调谐激光器发送触发信号，可调谐激光器接收并响应于触发信号，在西林瓶到达第二位置302时开始输出激光光束。在可调谐激光器对西林瓶的单次检测过程中，可调谐激光器的电流依次从90ma变化到110ma，其对应的输出的激光光束波长从750nm扫描至770nm，也即，激光光束刚刚照射西林瓶时，激光光束的波长为750nm，随着西林瓶的移动，当激光光束照射到西林瓶直径位置处，激光光束的波长变化到761.413nm，完成对一个西林瓶的检测时，激光光束的波长恰好扫描至770nm。
70.在检测过程中，可调谐激光器输出的原始激光光束经过准直镜的聚焦准直后，以预设角度30
°
倾斜入射西林瓶，光电探测器能够检测到波长750nm-770nm的激光光束经过西林瓶后的各波长对应的光强信息，并将光强信息转化为电压信号。
71.其次，滤波器对电压信号进行滤波处理，去除电压信号中的噪声，相敏检波放大器从滤波后的电压信号中提取样品信号，对氧气而言，其吸收光谱对应的波长为758nm-778nm，而在电压信号中包含波长750nm-770nm的光强信息，其中，波长750nm-758nm之间的光强信息并不属于样品信号，因此，相敏检波放大器需要从电压信号中提取出样品信号：波长758nm-770nm对应的光强信息，之后将样品信号发送至信号采集反演单元的采集卡中，采集卡将样品信号转化为数字化样品信号，反演单元对数字化样品信号进行高斯直线拟合，
得到拟合曲线，并从拟合曲线中提取出高斯曲线部分，并根据高斯曲线部分确定高斯曲线的峰值，该峰值即为指示值，之后根据已知的指示值与氧气浓度之间的线性关系、指示值，确定该西林瓶内氧气的浓度。
72.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。