本申请的实施例提供了一种基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法及装置，该方法应用于气体浓度检测设备，该方法包括：获取待检测气体的吸收数据；吸收数据由待检测气体的吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定；根据吸收数据和标定曲线，确定待检测气体的浓度；其中，标定曲线由不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定。这样，能够利用灵敏度高的标定曲线检测气体浓度，对气体浓度的检测更加精准，并且所利用的标定曲线单调，能够准确检测出气体的浓度。的浓度。的浓度。
【技术实现步骤摘要】
基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法及装置
[0001]本申请涉及气体检测领域，具体而言，涉及一种基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法及装置。
[0002]
技术介绍
[0003]在可调谐半导体激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS）技术中，一般利用信号发生器生成低频锯齿波叠加高频正弦波信号，驱动半导体激光器的电流源，实现激光器输出波长在一定波长区间内扫描，该技术常用波长调制技术和二次谐波检测技术进行气体测量，比如可以对气体的浓度进行检测。同时，采用多只特定波长的半导体激光器和多台驱动装置集成，可以同时分析多种污染物质，包括氧化亚氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、氨气等。
[0004]目前的TDLAS技术常用的气体标定方法是二次谐波法（H2方法），其适用于标定气体的吸收谱线窄，也即可调谐半导体激光器的扫描波长区间明显大于标定气体的吸收谱线线宽的情况。
[0005]但是，当二次谐波法应用于可调谐半导体激光器的扫描波长区间小于气体的吸收谱线线宽的应用场景时，存在标定曲线非单调的问题，具体来说就是被检测气体的一个吸收数据在标定曲线上可能存在多个解，导致二次谐波法所确定的标定曲线无法检测出气体的浓度。
[0006]
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法及装置，能够利用灵敏度高的标定曲线检测气体浓度，对气体浓度的检测更加精准，并且所利用的标定曲线单调，能够准确检测出气体的浓度。
[0008]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请提供一种基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法，应用于气体浓度检测设备。第一方面所述的方法包括：获取待检测气体的吸收数据；吸收数据由待检测气体的吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定；根据吸收数据和标定曲线，确定待检测气体的浓度；其中，标定曲线由不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定。
[0009]在本申请的可选实施例中，背景光强信号可以为：气体浓度检测设备的激光光束经过无待测气体的吸收池时光电探测器采集到的光强信号。标定气体与待检测气体的种类相同。
[0010]在本申请的可选实施例中，获取待检测气体的吸收数据，包括：获取待检测气体的吸收光强信号和背景光强信号；确定待检测气体的吸收光强信号的无凹陷数据段的第一光
强幅值，以及背景光强信号的第二光强幅值；其中，第一光强幅值与第二光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；确定第一光强幅值与第二光强幅值之间的倍数关系；根据倍数关系放大待检测气体的吸收光强信号的吸收光强数据；根据待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰确定待检测气体的吸收数据，根据所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰为所述待检测气体放大后的吸收光强信号的吸收峰。
[0011]在本申请的可选实施例中，根据待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰确定待检测气体的吸收数据，包括：确定背景光强信号与待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰在目标数据段的差值；其中，目标数据段包括：待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰对应数据段中的部分或全部数据段；根据差值确定待检测气体的吸收数据。
[0012]在本申请的可选实施例中，差值为第三光强幅值与第四光强幅值之间的差值，第三光强幅值为背景光强信号在目标数据段处的幅值，第四光强幅值为待检测气体的吸收光强信号的经过放大后的吸收峰在目标数据段处的幅值，第三光强幅值与第四光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；或者，差值为待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰与背景光强信号围成的区域的面积。
[0013]在本申请的可选实施例中，标定曲线由不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定的过程，包括如下步骤：获取标定气体在不同浓度条件下的多个吸收光强信号，和背景光强信号；确定标定气体在每个浓度条件下的吸收光强信号的无凹陷数据段的第一光强幅值，以及背景光强信号的第二光强幅值；其中，第一光强幅值与第二光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；确定每个第一光强幅值与第二光强幅值之间的倍数关系；根据倍数关系放大标定气体在每个浓度条件下的吸收光强信号的吸收光强数据，得到多个比例放大吸收峰；比例放大吸收峰为标定气体放大后的吸收光强信号的吸收峰；根据多个比例放大吸收峰确定标定曲线。
[0014]在本申请的可选实施例中，根据多个比例放大吸收峰确定标定曲线，包括：对于每个比例放大吸收峰，确定背景光强信号与比例放大吸收峰在目标数据段的差值，得到多个比例放大吸收峰对应的差值；其中，目标数据段包括：比例放大吸收峰对应数据段中的部分或全部数据段；根据多个差值确定标定曲线。
[0015]在本申请的可选实施例中，对于每个比例放大吸收峰对应的差值，差值为第三光强幅值与第四光强幅值之间的差值，第三光强幅值为背景光强信号在目标数据段处的幅值，第四光强幅值为待检测气体的吸收光强信号的经过放大后的吸收峰在目标数据段处的幅值，第三光强幅值与第四光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；或者，对于每个比例放大吸收峰对应的差值，差值为比例放大吸收峰与背景光强信号围成的区域的面积。
[0016]第二方面，本申请提供一种用于气体浓度检测的标定曲线的确定方法，应用于气体浓度检测设备，所述方法包括：获取不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号，和背景光强信号；根据多个吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰，确定标定曲线；其中，标定曲线用于检测待检测气体的浓度。
[0017]在本申请的可选实施例中，根据多个吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰，确定标定曲线，包括：获取标定气体在不同浓度条件下的多个吸收光强信号，和背景光强信号；确定标定气体在每个浓度条件下的吸收光强信号的无凹陷数据段的第一光强幅值，以及背景光强信号的第二光强幅值；其中，第一光强幅值与第二光强幅值在采样周期上
对应相同的采样时间；确定每个第一光强幅值与第二光强幅值之间的倍数关系；根据倍数关系放大标定气体在每个浓度条件下的吸收光强信号的吸收光强数据，得到多个比例放大吸收峰；比例放大吸收峰为标定气体放大后的吸收光强信号的吸收峰；根据多个比例放大吸收峰确定标定曲线。
[0018]在本申请的可选实施例中，根据多个比例放大吸收峰确定标定曲线，包括：对于每个比例放大吸收峰，确定背景光强信号与比例放大吸收峰在目标数据段的差值，得到多个比例放大吸收峰对应的差值；其中，目标数据段包括：比例放大吸收峰对应数据段中的部分或全部数据段；根据多个差值确定标定曲线。
[0019]在本申请的可选实施例中，对于每个比例放大吸收峰对应的差值，差值为第三光强幅值与第四光强幅值之间的差值，第三光强幅值为背景光强信号在目标数据段处的幅值，第四光强幅值为待检测气体的吸收光强信号的经过放大后的吸收峰在目标数据段处的幅值，第三光强幅值与第四光强幅值在采样周期上对应相同的采样时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于宽吸收谱线气体的浓度检测方法，特征在于，应用于气体浓度检测设备，所述方法包括：获取待检测气体的吸收数据；所述吸收数据由所述待检测气体的吸收光强信号按背景光强信号放大后的吸收峰确定；根据所述吸收数据和标定曲线，确定所述待检测气体的浓度；其中，所述标定曲线由不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号按所述背景光强信号放大后的吸收峰确定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待检测气体的吸收数据，包括：获取所述待检测气体的吸收光强信号和所述背景光强信号；确定所述待检测气体的吸收光强信号的无凹陷数据段的第一光强幅值，以及所述背景光强信号的第二光强幅值；其中，所述第一光强幅值与所述第二光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；确定所述第一光强幅值与所述第二光强幅值之间的倍数关系；根据所述倍数关系放大所述待检测气体的吸收光强信号的吸收光强数据；根据所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰确定所述待检测气体的吸收数据，根据所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰为所述待检测气体放大后的吸收光强信号的吸收峰。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰确定所述待检测气体的吸收数据，包括：确定所述背景光强信号与所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰在目标数据段的差值；其中，所述目标数据段包括：所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰对应数据段中的部分或全部数据段；根据所述差值确定所述待检测气体的吸收数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述差值为第三光强幅值与第四光强幅值之间的差值，所述第三光强幅值为所述背景光强信号在所述目标数据段处的幅值，所述第四光强幅值为所述待检测气体的吸收光强信号的经过放大后的吸收峰在所述目标数据段处的幅值，所述第三光强幅值与所述第四光强幅值在采样周期上对应相同的采样时间；或者，所述差值为所述待检测气体的吸收光强信号的放大后的吸收峰与所述背景光强信号围成的区域的面积。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定曲线由不同浓度条件下的标定气体的多个吸收光强信号按所述背景光强信号放大后的吸收峰确定的过程，包括如下步骤：获取所述标定气体在不同浓度条件下的多个吸收光强信号，和所述背景光强信号；确定所述标定气体在每个...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬红波，李自丽，姬二鹤，王腾飞，郭晓鹤，
申请(专利权)人：华电智控北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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