甲烷气体品质检测装置及其检测方法制造方法及图纸

技术编号:17777656 阅读:41 留言:0更新日期:2018-04-22 05:12
本发明专利技术实施例涉及一种甲烷气体品质检测装置及其检测方法,所述装置包括:待测气室,用于通入标准甲烷气体或待测甲烷气体;红外光源,设置在所述待测气室的一侧的窗口处,用于发射红外光穿过所述待测气室;红外光谱仪,设置在所述待测气室的另一侧的窗口处,所述红外光谱仪与所述红外光源相对且中心同轴,用于获取穿过所述待测气室的所述红外光并对外输出光谱数据值。本发明专利技术实施例提出的甲烷气体品质检测装置及其检测方法,通过检测气体透射或反射红外谱线光强来检测气体品质,该气体品质检测装置检测气体与检测装置之间无接触,从而实现稳定性好,且通过本发明专利技术提出的计算方法可以充分利用数据的有效精度得到更为精确的检测结果。

【技术实现步骤摘要】
甲烷气体品质检测装置及其检测方法
本专利技术实施例涉及通过红外谱线进行甲烷气体品质检测
,尤其涉及一种甲烷气体品质检测装置及其检测方法。
技术介绍
在甲烷气体品质检测时,一般是采用半导体式气体传感器利用半导体材料表面吸附、脱附气体分子会引起半导体电导率的变化来检测气体,然后通过相关算法评价计算甲烷气体品质。这种检测方法的检测装置为接触式,被检测气体与检测装置直接接触,在使用过程中检测气体与检测装置会发生化学反应,长期使用会降低检测装置灵敏度和检测装置有效使用寿命,影响检测精度。且该检测方法稳定性差,受环境影响较大,响应速度慢,灵敏度低,不耐腐蚀,同时易受甲烷中含有的其他气体的影响,不能准确反映甲烷气体品质。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提出一种甲烷气体品质检测装置及其检测方法,旨在解决现有检测方法稳定性差,检测精度不高的问题。为实现上述目的,本专利技术实施例提出了一种甲烷气体品质检测方法,所述方法包括:S1:向待测气室中通入标准甲烷气体;S2:获取穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,对所述数据进行预处理;S3:向所述待测气室中通入待测甲烷气体;S4:获取穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,并对所述数据进行预处理;S5:根据公式(1)、(2)对所述预处理后的穿过所述待测甲烷气体的光谱数据值和所述穿过所述标准甲烷气体的光谱数据值进行处理,获取所述待测甲烷气体的品质参数;其中,其中α吸收系数,β0为常数,Pb为已知的标准甲烷气体浓度,Pc为待测甲烷气体浓度,e为自然常数,Ibb(1)、Ibb(2)...Ibb(n)为处理后标准甲烷气体光谱数据值,Icc(1)、Icc(2)...Icc(n)为处理后待测甲烷气体光谱数据值。本专利技术实施例还提出了一种甲烷气体品质检测装置,所述装置包括:待测气室,用于通入标准甲烷气体或待测甲烷气体;红外光源,设置在所述待测气室的一侧的窗口处,用于发射红外光穿过所述待测气室;红外光谱仪,设置在所述待测气室的另一侧的窗口处,所述红外光谱仪与所述红外光源相对且中心同轴,用于获取穿过所述待测气室的所述红外光并对外输出光谱数据值。本专利技术实施例提出的甲烷气体品质检测装置及其检测方法,通过检测气体透射或反射红外谱线光强来检测气体品质,该气体品质检测装置检测气体与检测装置之间无接触,从而实现稳定性好,且通过本专利技术提出的计算方法可以充分利用数据的有效精度得到更为精确的检测结果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,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专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置;图2为本专利技术实施例的甲烷气体品质检测方法的流程图。具体实施方式下面通过附图和实施例,对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。本专利技术实施例提出了一种甲烷气体品质检测装置,通过检测气体透射或反射红外谱线光强来检测气体品质,该气体品质检测装置在检测过程中,待检测气体与检测的红外光谱仪并不直接接触,从而使得该气体品质检测方法稳定性好,响应速度快,灵敏度高。图1为本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置,如图1所示,本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置包括:待测气室10、红外光源20和红外光谱仪30。待测气室10,用于通入标准甲烷气体或待测甲烷气体。红外光源20设置在所述待测气室10的一侧的窗口处,用于发射红外光穿过所述待测气室10;红外光谱仪30,设置在所述待测气室10的另一侧的窗口处,所述红外光谱仪30与所述红外光源20相对且中心同轴,用于获取穿过所述待测气室的所述红外光并对外输出光谱数据值。本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置还包括:控制系统40与所述待测气室10相连接,用于控制通入所述待测气室10的气体的流量和/或压力参数。本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置还包括:采集系统50,与所述红外光谱仪30相连接,用于采集所述红外光谱仪30输出的光谱数据值。在本专利技术一个实施例中,采集系统50可以是计算机。通过计算机自动采集红外光谱仪30输出的光谱数据值。本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置还包括:预处理单元60与所述采集系统50相连接,用于对所述光谱数据值进行预处理。在本专利技术一个实施例中,预处理单元60设置在计算机内,对所述光谱数据值进行预处理后并进行存储。本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置还包括:处理单元70,与所述预处理单元相连接,用于对经过预处理的所述光谱数据值进行处理,获取所述待测甲烷气体的品质参数。在本专利技术一个实施例中,处理单元70设置在计算机内。具体的,本专利技术实例的甲烷气体品质检测装置在测量过程中,首先可以根据实际需要设置红外光谱仪30的具体参数,例如:采样率、带宽等参数,该参数的具体设定数值可根据实际需要来设置。本专利技术实施例的甲烷气体品质检测装置在测量过程中,还需要对红外光源20和红外光谱仪30进行加电预热处理,预热时间可根据实际情况进行设置,在本专利技术一个实施例中,加电预热时间设置为5分钟。通过控制系统40设置通入待测气室10的气体的流量、压力等参数。参数设置完成后,打开气阀,将标准甲烷气体通入待测气室10中,当待测气室10内的压力达到设定值时。红外光源20发射红外光线,所述光线经过透射或反射后穿过所述标准甲烷气体后到达所述红外光谱仪30,此时所述红外光谱仪30可以获取到穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值。采集系统50用于采集所述穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值。预处理单元60对所述穿过标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值进行预处理。具体的,预处理单元60根据公式(3)、(4)对所述光谱数据值进行处理;其中,Ib(1)、Ib(2)...Ib(n)为获取的穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,n的取值为1,2,...500,Ibb(1)、Ibb(2)...Ibb(n)为处理后标准甲烷气体光谱数据值,K为常数,为穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值的平均值。预处理单元60通过本专利技术提供的预处理公式(3)、(4)的预处理可以有效的减小测量误差,滤去数据噪声得到更精确地检测结果。该计算方法通过求取测量数据平均值有效地降低了数据噪声,提高了测量数据的准确度,同时该计算方法可以对数据进行规范化处理,将数据处理在有效精度范围,提高了计算精度与检测精度。完成标准甲烷气体的数据采集处理后,通过排气设备将待测气室10内的标准甲烷气体排空。然后打开气阀,通入待测甲烷气体,当待测气室10内的压力达到设定值时。红外光源20发射红外光线,所述光线经过透射或反射后穿过所述待测甲烷气体后到达所述红外光谱仪30,此时所述红外光谱仪30可以获取到穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值。采集系统50用于采集所述穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值。预处理单元60对所述穿过待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值进行预处理。具体的,预处理单元60根据(5)、(6)对所述光谱数据值进行处理;其中,Ic(1)、Ic(2)...Ic(n)为获取的穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,Icc(1)、Ic本文档来自技高网...
甲烷气体品质检测装置及其检测方法

【技术保护点】
一种甲烷气体品质检测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1:向待测气室中通入标准甲烷气体;S2:获取穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,对所述数据进行预处理;S3:向所述待测气室中通入待测甲烷气体;S4:获取穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,并对所述数据进行预处理;S5:根据公式(1)、(2)对所述预处理后的穿过所述待测甲烷气体的光谱数据值和所述穿过所述标准甲烷气体的光谱数据值进行处理,获取所述待测甲烷气体的品质参数;

【技术特征摘要】
1.一种甲烷气体品质检测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1:向待测气室中通入标准甲烷气体;S2:获取穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,对所述数据进行预处理;S3:向所述待测气室中通入待测甲烷气体;S4:获取穿过所述待测甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,并对所述数据进行预处理;S5:根据公式(1)、(2)对所述预处理后的穿过所述待测甲烷气体的光谱数据值和所述穿过所述标准甲烷气体的光谱数据值进行处理,获取所述待测甲烷气体的品质参数;其中,其中α吸收系数,β0为常数,Pb为已知的标准甲烷气体浓度,Pc为待测甲烷气体浓度,e为自然常数,Ibb(1)、Ibb(2)...Ibb(n)为处理后标准甲烷气体光谱数据值,Icc(1)、Icc(2)...Icc(n)为处理后待测甲烷气体光谱数据值。2.如权利要求1所述的甲烷气体品质检测方法,其特征在于,所述向待测气室中通入标准甲烷气体之间还包括:设置通入的气体的流量和/或压力参数。3.如权利要求1所述的甲烷气体品质检测方法,其特征在于,所述获取穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,对所述数据进行处理具体为,根据公式(3)、(4)对所述光谱数据值进行处理;其中,Ib(1)、Ib(2)...Ib(n)为获取的穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值,n的取值为1,2,3...500,Ibb(1)、Ibb(2)...Ibb(n)为处理后标准甲烷气体光谱数据值,K为常数,为获取的穿过所述标准甲烷气体的所述红外光的光谱数据值的平均值。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘建东
申请(专利权)人:北京东宇宏达科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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