气体分析仪的分析方法、系统及可读存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种气体分析仪的分析方法、系统及可读存储介质，其分析方法包括：分别将标样进样至数台气体分析仪，利用气体分析仪的FID检测器检测得到FID响应幅值时序图，并对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理，得到标准化FID响应幅值时序图；标样包括高响应组分和若干目标组分的混合；将标样进样至目标气体分析仪，得到目标FID响应幅值时序图；根据初始基线以及高响应组分和目标组分的峰面积作为调节参考量，通过调节FID检测器的放大电路的偏置电压、前级放大电阻、组分拟合修正系数，使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线和峰面积匹配。本发明专利技术有效提升检测精度，实现检测结果的可比性。实现检测结果的可比性。实现检测结果的可比性。

【技术实现步骤摘要】
气体分析仪的分析方法、系统及可读存储介质


[0001]本专利技术属于检测分析
，具体涉及一种气体分析仪的分析方法、系统及可读存储介质。

技术介绍

[0002]挥发性有机物（VOCs）是PM2.5和臭氧污染的重要前体物，VOCs替代二氧化硫成为了大气污染控制的关键。其中，臭氧前体挥发性有机物（PAMS组分）为工业园区、厂界以及交通站等重点区域的监测重点。
[0003]目前，PAMS 57/117种组分监测有GC
‑
MS和GC
‑
FID
‑
FID两种方案，因GC
‑
FID
‑
FID方案相较于系统简单、成本低，逐步成为主流方案，但在实际使用中，存在以下不足：（1）由于不同VOCs物质中C
‑
H键个数、杂环原子团化合物电离效率和所含官能团极性大小差异，FID检测器对不同组分响应的差异性；同时，由于FID检测器的两个电极间距及电子元件精度差异，同一物质在不同仪器间响应也存在差异，这直接导致测量结果的偏差性较大；如监测卤代烃或含氧衍生物，最大偏差达到170%左右；（2）环境空气中湿度变化较大，对测量影响较大；湿度对不同组分影响量不同，如对高碳组分（十一烷、十二烷等）以及三氯苯等亲水性组分，影响相对误差达到8%以上；常规的Nafion管除水效率有限，同时可能会导致极性组分损失；深冷富集除水效果好，但过低温度导致结冰会造成保留时间漂移、分离效果变差以及浓度或高或低。
[0004]因此，本领域亟需解决FID检测器的差异性问题和平衡湿度影响，实现环境空气中挥发性有机物的质控和准确测量。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种气体分析仪的分析方法、系统及可读存储介质。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种气体分析仪的分析方法，包括以下步骤：S1、分别将标样进样至数台气体分析仪，利用气体分析仪的FID检测器检测得到FID响应幅值时序图，并对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理，得到标准化FID响应幅值时序图；其中，标样包括高响应组分和若干目标组分的混合；S2、将标样进样至目标气体分析仪，得到目标FID响应幅值时序图；S3、根据初始基线以及高响应组分和目标组分的峰面积作为调节参考量，通过调节FID检测器的放大电路的偏置电压、前级放大电阻、组分拟合修正系数，使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线和峰面积匹配。
[0007]作为优选方案，所述步骤S1中，对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理包括初始基线归一化处理和组分峰强度归一化处理。
[0008]作为优选方案，所述初始基线归一化处理包括：提取FID响应幅值时序图自起点至第一个组分峰的起始点之间的所有采样点，构成初始基线的数列；计算初始基线的数列对应的FID响应幅值的中位数；计算所有FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值的中位数的平均值；根据FID响应幅值的中位数的平均值对FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值进行线性归一化，得到标准化初始基线。
[0009]作为优选方案，所述组分峰强度归一化处理包括：分别提取各FID响应幅值时序图对应的多个组分峰，得到各组分峰的峰强度；计算各FID响应幅值时序图对应同一组分的组分峰的峰强度的中位数和正态偏差；根据组分峰的峰强度的中位数和正态偏差得到标准化峰强度，并根据标准化峰强度计算得到标准化峰面积；根据标准化初始基线、标准化峰强度和标准化峰面积构建标准化FID响应幅值时序图。
[0010]作为优选方案，所述步骤S3，包括：根据目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值的差值，调节偏置电压以使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线匹配；偏置电压ΔV：；其中，ε为常数，SNR为放大电路的信噪比，Q为初始基线的采样点的数量，Δy
q
为初始基线的第q个采样点对应的FID响应幅值的差值。
[0011]作为优选方案，所述步骤S3，还包括：根据目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的高响应组分的峰面积的差值，调节前级放大电阻，以使峰面积的差值在预设偏差范围内；峰面积由FID检测器的放大电路输出的电压信号转换得到，FID检测器的放大电路输出的电压信号V
out
：；其中，V
s
为FID检测器的输入信号，F和V
b
为放大电路对应的常数，μ为前级放大电阻的调节系数。
[0012]作为优选方案，所述步骤S3，还包括：调节目标组分对应的组分拟合修正系数，以使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图对应的目标组分的峰面积的偏差在目标偏差范围内；
其中，组分拟合修正系数包括峰底、峰高、峰宽和拖尾因子。
[0013]作为优选方案，气体分析仪的分析方法，还包括以下步骤：S4、获取不同湿度下各组分在不同标准浓度的峰基线和峰面积，以计算不同湿度下各组分的湿度影响峰基线系数和湿度影响峰面积系数；其中，峰基线为峰型起始位置所处的时间段和终止位置所处的时间段及其对应的FID响应幅值的线性拟合曲线；其中，湿度检测位于FID检测器的出气口；S5、判断湿度影响峰基线系数是否大于第一预设阈值；若是，则计算对应湿度下各组分在不同标准浓度的峰基线值的平均值，并将其与基准湿度下各组分在不同标准浓度的峰基线值的差值作为湿度对峰基线的影响量；其中，峰基线值为峰型起始位置所处的时间段和终止位置所处的时间段对应的FID响应幅值的平均值；若否，则湿度对峰基线的影响量为零；判断湿度影响峰面积系数是否大于第二预设阈值；若是，则根据湿度对峰基线的影响量计算对应湿度下各组分在不同标准浓度的峰面积，并根据组分在不同湿度、不同标准浓度下的峰面积与标准浓度建立加湿工作曲线；S6、采集待测气样对应的FID响应幅值时序图和当前湿度，根据当前湿度匹配加湿工作曲线，得到待测气样中被测组分的峰面积，并根据被测组分的峰面积计算得到被测组分的浓度。
[0014]本专利技术还提供一种气体分析仪的分析系统，应用如上任一项方案所述的分析方法，所述分析系统包括：归一化处理模块，用于对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理，得到标准化FID响应幅值时序图；调节模块，用于根据初始基线以及高响应组分和目标组分的峰面积作为调节参考量，通过调节FID检测器的放大电路的偏置电压、前级放大电阻、组分拟合修正系数，使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线和峰面积匹配。
[0015]本专利技术还提供一种可读存储介质，存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一项方案所述的分析方法。
[0016]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：（1）本专利技术构建标准化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体分析仪的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分别将标样进样至数台气体分析仪，利用气体分析仪的FID检测器检测得到FID响应幅值时序图，并对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理，得到标准化FID响应幅值时序图；其中，标样包括高响应组分和若干目标组分的混合；S2、将标样进样至目标气体分析仪，得到目标FID响应幅值时序图；S3、根据初始基线以及高响应组分和目标组分的峰面积作为调节参考量，通过调节FID检测器的放大电路的偏置电压、前级放大电阻、组分拟合修正系数，使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线和峰面积匹配。2.根据权利要求1所述的气体分析仪的分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，对所有FID响应幅值时序图进行归一化处理包括初始基线归一化处理和组分峰强度归一化处理。3.根据权利要求2所述的气体分析仪的分析方法，其特征在于，所述初始基线归一化处理包括：提取FID响应幅值时序图自起点至第一个组分峰的起始点之间的所有采样点，构成初始基线的数列；计算初始基线的数列对应的FID响应幅值的中位数；计算所有FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值的中位数的平均值；根据FID响应幅值的中位数的平均值对FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值进行线性归一化，得到标准化初始基线。4.根据权利要求3所述的气体分析仪的分析方法，其特征在于，所述组分峰强度归一化处理包括：分别提取各FID响应幅值时序图对应的多个组分峰，得到各组分峰的峰强度；计算各FID响应幅值时序图对应同一组分的组分峰的峰强度的中位数和正态偏差；根据组分峰的峰强度的中位数和正态偏差得到标准化峰强度，并根据标准化峰强度计算得到标准化峰面积；根据标准化初始基线、标准化峰强度和标准化峰面积构建标准化FID响应幅值时序图。5.根据权利要求4所述的气体分析仪的分析方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：根据目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线的数列对应的FID响应幅值的差值，调节偏置电压以使目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的初始基线匹配；偏置电压ΔV：；其中，ε为常数，SNR为放大电路的信噪比，Q为初始基线的采样点的数量，Δy
q
为初始基线的第q个采样点对应的FID响应幅值的差值。6.根据权利要求5所述的气体分析仪的分析方法，其特征在于，所述步骤S3，还包括：根据目标FID响应幅值时序图与标准化FID响应幅值时序图的高响应组分的峰面积的
差值，调节前级放大电阻，以使峰面积的差值在预设偏差范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱梦春，杨建，张晶晶，蒋校栋，曹亚军，汪磊，于志伟，唐怀武，
申请(专利权)人：杭州泽天春来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：