一种监测最多达到预定的最大压力值的气体类压力的方法，所述方法包括： ·使所述气体类暴露于激光的透射中； ·在包含所述气体类的至少一条吸收谱线的波长带中周期性地调制所述激光的波长； ·对所述透射的激光进行光电转换，从而产生电输出信号； ·执行以下两种滤波中的至少一种： ¨利用其下截止频率不低于过渡频率的滤波特性对所述电输出信号执行第一滤波，以及 ¨利用其上截止频率不高于所述过渡频率而其下截止频率高于所述周期性波长调制的调制频率的带通滤波特性对所述电输出信号执行第二滤波； ·从而把所述电输出信号频谱中的过渡频率确定在所述电信号的与压力有关的频谱包络线的散焦函数与所述最大压力下所述频谱包络线相切的位置上；以及 ·把所述滤波中至少一种的输出信号估算为压力指示信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于监测气体类压力的新方法和设备以及各种不同的实施例。这是出于快速监测诸如，例如用于医疗应用的玻璃或塑料小瓶等透明的密闭容器中氧含量的需要。
技术实现思路
在第一方面，按照本专利技术的监测最多达到预定的最大压力值的气体类的方法的第一实施例，这样的方法包括●使气体类暴露于激光的透射中；●在波长带范围内周期性地调制所述激光的波长，所述波长带包括所述气体类的至少一条吸收谱线；●对发射的激光进行光电转换，从而产生电输出信号；并且它还包括以下步骤中的至少一个··利用其下截止频率不低于过渡频率的滤波特性对所述转换的电输出信号进行第一滤波，以及··利用其上截止频率不高于过渡频率并且其下截止频率高于周期性波长调制的调制频率的带通滤波特性对所述转换的电输出信号进行第二滤波，●从而，把转换的电输出信号的频谱中的过渡频率确定在所讨论的输出电信号的与压力有关的频谱包络线的散焦函数与最大压力下所述频谱的包络线相切之处。●估算所讨论的至少一个滤波步骤的输出信号，把所述输出信号作为压力指示信号。在一个实施例中，执行两个滤波步骤，就是说，既执行第一滤波步骤又执行第二滤波步骤。在一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一滤波。在一个实施例中，执行其截止频率高于所讨论的过渡频率的第一滤波。在另一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一滤波，并且把高于所讨论的第一滤波的下截止频率的滤波频率确定在转换的电输出信号的频谱振幅对压力的微商至少大约与所需的特性一致的位置。然后在把所确定的滤波频率作为通频带中心频率的情况下执行第一带通滤波。在另一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一滤波，并且以达到所需的信噪比为目标选择所述带通滤波的频带宽度。在再一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一滤波，并且在考虑噪音的情况下实现第一带通滤波输出信号的所需灵敏度，以下步骤执行一次或以循环方式执行一次以上(a)把高于第一滤波的下截止频率的滤波频率确定在转换的电输出信号的频谱振幅对压力的微商至少大约与所需的特性一致之处。在这样确定的滤波频率下建立所讨论的第一带通滤波的通频带中心频率。(b)第一带通滤波的频带宽度是针对所需的信噪比设计的。在另一个实施例中，按照本专利技术的方法包括选择低于所讨论的过渡频率的第二滤波的上截止频率。在按照本专利技术的方法的再一个实施例中，在中心频率位于电输出信号的频谱振幅对压力的微商至少大约与所需的特性一致的位置的情况下执行第二滤波。在再一个实施例中，利用针对所需的信噪比选取的频带宽度执行第二滤波。在另一个实施例中，执行第二滤波，从而在考虑噪音的情况下通过随后执行以下步骤一次或以循环方式执行一次以上来实现所讨论的第二滤波的输出信号的所需的灵敏度(a)把第二滤波的中心频率确定在转换的电输出信号的频谱振幅对压力的微商至少大约与所需特性一致之处，以及(b)针对所需信噪比设计第二滤波的频带宽度。在本专利技术的第二方面，建立一种在预定的压力范围内，就是说，在最大压力值和最小压力值之间监测气体类压力的方法。所述后一种方法包括●使气体类暴露于激光的透射中；●在包括所述气体类的至少一条吸收谱线的波长带中周期性地调制所述激光的波长；●对发射的激光进行光电转换，从而产生电输出信号；●然后执行以下步骤中的至少一个··利用其下截止频率不低于过渡频率的滤波特性对转换的电输出信号进行第一滤波，以及··利用其上截止频率不高于过渡频率并且其下截止频率高于周期性波长调制的调制频率的带通滤波特性对转换的电输出信号进行第二滤波。●从而，在这种情况下把电输出信号频谱中所讨论的过渡频率确定在最小和最大压力值下电输出信号的频谱包络线交点上。●然后把所讨论的第一和第二滤波中的至少一个的输出信号估算为压力指示信号。在第二方面的一个实施例中，既执行第一滤波又执行第二滤波。在第二方面的另一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一滤波。在本专利技术第二方面的另一个方式下，执行具有高于过渡频率的下截止频率的第一滤波。所述第二方面的另一个实施例包括以过渡频率和噪音限制频率之间的带通滤波的形式执行第一滤波。从而把噪音限制频率限定在转换的电输出信号的噪音能量等于预定的最小压力值下电输出信号的信号能量之处。第二方面的另一个实施例包括选择第一带通滤波，使得在所施加的最大压力和所施加的最小压力之间滤波后的电输出信号的频谱的能量差变为最大值。第二方面的再一个实施例包括在这样的约束下选择第一带通滤波在滤波有效的情况下，电输出信号的噪音能量最多等于预定的最大压力值下的信号能量。在所述第二方面的再一个实施例中，把第二滤波的上截止频率选择为低于过渡频率。所述第二方面的另一个实施例包括，在所施加的最大压力值和最小压力值之间转换的电输出信号的频谱的能量差为最大值的情况下执行第二滤波，所述最大压力值和最小压力值是针对本专利技术第二方面下要监测的压力范围建立的。在第三方面，本专利技术提供一种用于监测气体类压力的方法，所述方法包括●使气体类暴露于激光的透射中；●在包括所述气体类的至少一条吸收谱线的波长带中周期性地调制所述激光的波长；●对发射的激光进行光电转换，从而产生电输出信号；●把取决于转换的电输出信号的信号至少输入到第一和第二并行的压力监测通道。●在第一通道执行第一滤波并且在第二通道执行第二滤波；●这样执行第一滤波，使得其输出信号随着作为所述气体类压力的函数的第一特性而改变。●这样执行第二滤波，使得其输出信号随着随着所讨论的气体压力的函数的第二特性而改变。●还这样执行所述第一和第二滤波，使得第一特性变得与第二特性不同。●根据取决于第一和第二滤波的输出信号的组合信号估算压力指示信号。在第三方面的一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一和第二滤波中至少一个。在第三方面的一个实施例中，在所述电输出信号频谱的非重叠频率区域中执行第一和第二滤波。在第三方面的另一个实施例中，以带通滤波的形式执行第一和第二滤波。在本专利技术的第三方面的另一个实施例中，在各自的第一和第二频率范围内执行第一和第二滤波，从而所述电输出信号的能量具有在第一频率范围内的第一能量对压力的特性并且具有在第二频率范围内的第二能量对压力特性，其中第一和第二能量特性是彼此不同的。在适用于本专利技术的上述所有方面的另一个实施例中，预先存储代表第一特性的第一参考特性，和/或预先存储代表第二特性的第二参考特性。所讨论的特性是这样的特性各自的滤波的输出信号以被监测的气体类的压力的函数的形式随该特性而改变。然后，把取决于第一和/或第二滤波的信号的瞬时信号分别与存储的第一和第二参考特性相比较，从而产生第一和第二压力指示信号。这样，瞬间主要滤波结果变得与预定的信号对压力的特性相比较，所述预定的信号对压力的特性是根据压力值与其一致的所述主要信号建立的。在本专利技术的第三方面的、但也适用于本专利技术的第一和第二方面的再一个实施例中，第一滤波产生第一输出信号，所述第一输出信号在预定的压力范围之内具有对压力的第一微商。第二滤波产生第二输出信号，它在所讨论的预定的压力范围内具有对压力的第二微商。从而所讨论的第一和第二微商中的一个的绝对值在预定的压力范围的至少一个共同的子压力范围内小于另一个所讨论的微商的绝对值。因此，当涉及信号微商时，我们无疑地忽略那些使微商值不规则的信号噪音。在本专利技术的第三方面的、但也适用于本专利技术的第一和第二方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·莱曼，J·N·菲尔，M·利希蒂，U·施内尔，
申请(专利权)人：马丁·莱曼，
类型：发明
国别省市：
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