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作者：曹旺;万元;李橙橙;廖学顺;吴昊天;
单位：国家电力投资集团水电产业创新中心;湖南五凌电力科技有限公司;
摘要：针对可调谐半导体激光器吸收光谱技术在变压器油中溶解一氧化碳与二氧化碳检测中存在检测下限和稳定性差等问题，提出一种基于卡尔曼滤波与经验模态分解的K-EMD相关重构算法抑制信号噪声干扰，实现气体检测下限与稳定性提升。为验证该算法的有效性，选取中心波长1 580 nm的DFB激光器，研制了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的变压器油中溶解一氧化碳与二氧化碳监测系统。仿真结果表明，K-EMD相关重构算法处理后，一氧化碳二次谐波的信噪比从7.15 dB提升至32.67 dB,二氧化碳二次谐波的信噪比从9.04 dB提升至38.65 dB,并显著高于卡尔曼滤波方法。实验结果表明，系统两种气体的二次谐波峰谷值与浓度的拟合线性度均达到0.999,稳定性相对标准偏差值分别为3.2%与1.8%,测量结果与油样实际浓度的偏差小于30%,满足变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范中的A级标准，并且在现场测试中保持良好的稳定性与抗干扰能力，具备工程实用价值。
关键词：可调谐半导体激光器吸收光谱技术;;变压器油;;二次谐波;;信噪比
基金资助：湖南省自然科学基金资助项目(No.2024JJ9166);; 水轮发电机局部放电信号传播特性与模式识别方法研究(No.2024JJ9166)
