基于 MCP(Model Context Protocol)的 TDLAS 仿真服务器,对实验全链路做仪器级建模(而非只算一条理论 2f 曲线):
DAQ 三角波+正弦调制 → 激光调谐(含二次非线性) → HITRAN 气体吸收 → 光电探测 → ADC 量化 → 数字锁相 → 1f / 2f / 2f·1f⁻¹
内置 HITRAN 取数与吸收谱计算(HAPI 1.x,不需要 API key),由 AI 助手以自然语言驱动 WMS / DAS 仿真。用途:系统选型、方法验证、排除错误设计——不替代实测。
- 全链路建模:DAQ 调制 → 激光调谐 → HITRAN 吸收 → PD → ADC → 数字锁相;可选 etalon 条纹、RIN、1/f 漂移、RAM/AM
- 混合气多组分:
mixture严格按α = Σ xᵢ·α_pureᵢ(T,P)逐点相加(不用 x·P 当分压),并返回各组分归因 - AI 交互契约:返回值携带
interaction与机器可读的next_required_actions——"必须澄清 / 必须披露"由返回值承载 - 保真度台账:默认生效 11 项 / 需显式开启 6 项 / 未建模 7 项,未建模项随结果披露
- 可信度分层:10 项物理校验与交互合规分别计分
- 可复现 + 离线门禁:
seed=0逐位可复现;契约自检 147 项与保真度审计均为 CI 硬门禁(不依赖网络)
其他:return_xy 透出锁相 X/Y 用于 RAM/AM 诊断;tdlas_invert(n_repeats>0) 给测量不确定度(仅统计分量);x_list 多浓度同图。细节见 TECHNICAL.md 与 docs/VALIDATION.md。
CH₄ @ 2968.5 cm⁻¹ 的 3×2 输出:驱动电压 → DAS 吸收 → 1f → 2f → 2f/1f(红色为电压折返剔除区)
四泳道流程:启动协议 → 参数与澄清(四级优先级 + 设备库 + 结构化追问)→ 仿真执行 → 校验与交付(10 项校验、α/条纹语境播报、未建模效应披露)
pip install -r requirements.txt
python tools/tdlas_mcp.py --selftest # 服务器自检(需访问 hitran.org)
python tools/contract_check.py # 离线契约自检(CI 硬门禁)
python tools/tdlas_fidelity.py # 离线保真度审计(CI 硬门禁)
python tools/alpha_crossval.py # α(ν) 独立交叉校验(与 HAPI 互校)接入 MCP 客户端:把 mcp.config.example.json 里的路径改为本机路径即可。
💡 一键配置:复制下面这段话给你的 AI 助手 —— "请帮我配置 tdlas-mcp MCP 服务器,本地路径
<安装路径>,Python 解释器<python.exe 路径>,入口文件tools/tdlas_mcp.py;并把本项目SKILL.md安装为 Skill。"
SKILL.md 不是文档,而是 AI 的行为规范:服务器只能保证 AI「看到」next_required_actions,Skill 才规定 AI「照做」——保留默认值必须显式标注、器件参数来源(source)必须如实填写、设备命名须含型号/波长。
安装(任选其一):放进客户端的 Skill 目录;或让 AI 直接读取该文件作为行为规范。
| 工具 | 功能 |
|---|---|
| ⭐ tdlas_wms_instrument | WMS 仪器级仿真首选:全链路建模,输出标准 3×2 六子图 |
| tdlas_das_instrument | 仪器级 DAS 仿真(DAQ→激光→光路→PD→ADC) |
| tdlas_simulate | 解析模型正向计算:DAS 透过率、1f、2f 峰高 |
| tdlas_das_chain | 三角波 DAS 链路:PD 原始信号 → 基线拟合 → 吸光度 |
| tdlas_review | 结果自动校验(10 项,不绘图)+ 交互契约与保真度声明 |
| tdlas_invert | 免标定浓度反演(2f/1f → 摩尔分数);n_repeats>0 给出不确定度 |
| tdlas_detection_limit | 噪声等效浓度(NEC)与检测限(LOD) |
| tdlas_detection_limit_scan | LOD 随光程 / 参考浓度的二维扫描(选型) |
| tdlas_session | 跨会话工况参数持久化 |
| tdlas_device | 硬件参数库(激光器 / 探测器 / DAQ / 光学) |
| tdlas_guide | AI 交互协议、术语表与保真度台账 |
| tdlas_selftest | 全链路自检 |
四个仿真工具(及透传的
tdlas_review)共用一对可选项:mixture(混合气)与x_list(单物种多浓度扫描)。两者互斥,且与单x二选一。
x_list时标准 6 子图本身就按浓度叠加:②~⑤ 面板(PD / αL / 1f / 2f / 归一化 2f)以 viridis 配色叠放各浓度并标 ppm,纵轴按全部浓度统一(低浓度不会被压平);另有单用途的png_overlay对照图。
python tools/tdlas_mcp.py --http --host 0.0.0.0 --port 8000 --token <鉴权密钥>
python tools/remote_link.py # 公网隧道(cloudflared)| 文档 | 内容 |
|---|---|
| TECHNICAL.md | 物理原理、算法实现、参数表、已知近似 |
| docs/VALIDATION.md | 可信度分层、校验判据口径、已知局限 |
| SKILL.md | AI 交互规范与工具使用协议 |
| tools/tdlas_fidelity.py | 保真度登记表:单一真源 + 离线审计 |
| CHANGELOG.md | 版本更新记录 |
The TDLAS/WMS instrument-level simulations were performed using tdlas-mcp
(https://github.com/LKF0402/tdlas-mcp, GPLv3).
底层数据:HAPI (Kochanov et al., JQSRT 2016, 10.1016/j.jqsrt.2016.03.005) · HITRAN2024 (Gordon et al., JQSRT 2026, 10.1016/j.jqsrt.2026.109807)
学术诚信:输出为理论仿真,仅用于研究参考、方法验证与系统选型。严禁将仿真结果冒充实验测量写入论文或用于产品认证;论文中使用须标注"理论仿真"并按上节致谢。
版权:个人独立原创,GPLv3 开源。✅ 个人/学术/教学/二次开发、商业内部研究评估;❌ 闭源出售、去除版权声明后换壳抄袭、把仿真结果当实验数据宣传。衍生作品须同样开源并保留原始版权声明。
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