一种用于同时测量多种气体浓度的检测方法、系统和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种用于同时测量多种气体浓度的检测方法、系统和装置。该方法包括：控制多个激光器在同一时间周期的不同时段交替射出光束，得到多个待测光束；获取多个待测光束穿过背景空间后测得的时间周期内的背景光强信号，以及穿过待测气体空间后测得的时间周期内的目标光强信号；按照时段对时间周期内的背景光强信号和目标光强信号分别进行预处理，得到多段背景光强信号和多段目标光强信号；根据每段目标光强信号和对应的背景光强信号计算待测气体中的一种待测类型气体的浓度，得到多种待测类型气体的浓度。通过本申请，解决了相关技术中通过同一探测器接收多路光信号，光信号叠加，导致气体浓度测量不准确的问题。导致气体浓度测量不准确的问题。导致气体浓度测量不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于同时测量多种气体浓度的检测方法、系统和装置


[0001]本申请涉及气体浓度测量
，具体而言，涉及一种用于同时测量多种气体浓度的检测方法、系统和装置。

技术介绍

[0002]在进行气体浓度测量时，由于需要检测的气体通常为多种类型的气体的混合气体，为了同时检测多种气体的浓度，相关技术中采用可调谐半导体吸收光谱技术来检测多种气体，具体的，由于自然界中的不同气体在红外光波段有对应的不同的吸收峰，可调谐半导体吸收光谱技术通过波长调谐的方法，使得多个激光器的波长扫描区间分别可包含被测气体的特征吸收峰，从而检测多种气体的浓度以及气体类型。
[0003]但是，在采用多路激光器同时检测多种气体时，需要采用多个探测器接收对应的光信号，多个激光器和多个探测器容易导致测量系统结构复杂、体积过大，为了解决这一问题，相关技术中出现了采用一个探测器同时探测多路光信号，并确定多种气体的浓度的方案。然而，当采用一个探测器同时探测多路光信号时，多路光信号强度在时间上叠加，测量过程中因光路中某些因素的变化（如光源功率、光路经过窗口片的污染、或探测器增益的衰减）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于同时测量多种气体浓度的检测方法，其特征在于，包括：控制多个激光器在同一时间周期的不同时段交替射出光束，得到多个待测光束，其中，每个待测光束扫描的波长范围覆盖一种待测类型气体的吸收峰；获取所述多个待测光束穿过背景空间后测得的所述时间周期内的背景光强信号，并获取所述多个待测光束穿过待测气体空间后测得的所述时间周期内的目标光强信号；按照时段对所述时间周期内的背景光强信号进行预处理，得到多段背景光强信号，并按照时段对所述时间周期内的目标光强信号进行预处理，得到多段目标光强信号；根据每段目标光强信号和对应的背景光强信号计算所述待测气体中的一种待测类型气体的浓度，得到多种待测类型气体的浓度。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，控制多个激光器在同一时间周期的不同时段交替射出光束，得到多个待测光束包括：通过同一时间周期的多路模拟信号控制对应的激光驱动器发出驱动信号，并通过所述驱动信号驱动对应的所述激光器射出光束，其中，每路所述模拟信号在所述时间周期的一个时段为非零信号，在所述时间周期的其他时段为零信号。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述多路模拟信号在所述时间周期的目标时段均为零信号，按照时段对所述时间周期内的背景光强信号进行预处理，得到多段背景光强信号包括：按照时段对所述时间周期内的背景光强信号进行分割，得到多段第一光强信号和第一本底信号，对所述多段第一光强信号分别去除第一本底信号，得到所述多段背景光强信号，其中，所述第一本底信号位于所述时间周期内的所述目标时段；按照时段对所述时间周期内的目标光强信号进行预处理，得到多段目标光强信号包括：按照时段对所述时间周期内的目标光强信号进行分割，得到多段第二光强信号和第二本底信号，对所述多段第二光强信号分别去除所述第二本底信号，得到所述多段目标光强信号，其中，所述第二本底信号位于所述时间周期内的所述目标时段。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据每段目标光强信号和对应的背景光强信号计算所述待测气体中的一种待测类型气体的浓度包括：根据每段所述目标光强信号的波形特征确定对应的待测类型气体的吸收强弱类型；在所述待测类型气体为强吸收类型的气体时，根据所述目标光强信号和所述目标光强信号对应的背景光强信号确定第一目标幅值；基于所述第一目标幅值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及第一标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度，其中，所述第一标定公式用于表征所述第一目标幅值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及所述待测类型气体的浓度之间的关系；在所述待测类型气体为弱吸收类型的气体时，根据所述目标光强信号和所述目标光强信号对应的背景光强信号确定第二目标幅值；基于所述第二目标幅值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及第二标定公式，确定所述待测气体中所述待测类型气体的浓度，其中，所述第二标定公式用于表征所述第二目标幅值、所述待测类型气体的浓度标定系数以及所述待测类型气体的浓度之间的关系。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，在所述待测类型气体为强吸收类型的
气体时，根据所述目标光强信号和所述目标光强信号对应的背景光强信号确定第一目标幅值包括：从所述目标光强信号中确定第一目标信号，其中，所述第一目标信号为所述目标光强信号中吸收信号段以外的信号；从所述目标光强信号对应的背景光强信号中确定第二目标信号，并根据所述第二目标信号的幅值和所述第一目标信号的幅值确定幅值比例关系，其中，所述第二目标信号的横坐标和所述第一目标信号的横坐标对应；根据所述幅值比例关系对所述目标光强信号的幅值进行转换，得到转换后的目...

【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：