Para melhorar o desempenho de detecção e o grau de integração do sistema de detecção TDLAS, foi projetado um sistema TDLAS baseado em uma célula multi-percurso cilíndrica portátil com caminho óptico ajustável, realizando a conversão entre caminhos ópticos simulados de 14 m, 10,6 m, 9,2 m, 7,1 m e 5,8 m. Para reduzir o impacto do ruído gerado durante o processo de medição de gases pelo sistema TDLAS na precisão e sensibilidade da detecção, foi proposto um algoritmo de remoção de ruído wavelet baseado na decomposição modal variacional (VMD) otimizado pelo algoritmo North Grey Hawk (NGO). Os resultados da simulação mostram que, em comparação com outros algoritmos, o algoritmo de remoção de ruído wavelet NGO-VMD pode reduzir o ruído de forma mais eficaz, sem causar distorção no sinal. Utilizando a técnica de detecção por absorção direta, foi testado o CH₄ com um laser DFB de comprimento de onda central de 1,653 μm para avaliar o desempenho do sistema. Os resultados mostram que o uso do algoritmo de remoção de ruído wavelet NGO-VMD aumentou a relação sinal-ruído do sinal detectado de 66 para 109 e o limite de detecção do sistema foi melhorado de 12,1 ppm para 7,28 ppm. A análise da variância de Allan indica que, com um tempo de integração de 263 s, a melhor sensibilidade do sistema para detectar metano melhorou de 641 ppb para 526 ppb, melhorando efetivamente o limite de detecção e a sensibilidade do sistema, fornecendo uma referência para otimizar o sistema de detecção de gases traço TDLAS.

TDLAS;absorção direta;caminho óptico ajustável;algoritmo de otimização North Grey Hawk;decomposição modal variacional