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气体检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

技术编号:43915999 阅读:14 留言:0更新日期:2025-01-03 13:22
本申请提供了一种气体检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,该方法包括:对测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,控制测试光束通过待测气体得到吸收光强信号分别进行处理,得到第一目标数组至第六目标数组;通过第一目标数组除以第四目标数组,得到第一多项式商;通过第二目标数组除以第五目标数组,得到第二多项式商;通过第三目标数组除以第六目标数组,得到第三多项式商;根据第一多项式商、第二多项式商以及第三多项式商之间的多个差值计算目标差值;基于目标差值和设定关系确定待测气体的待测参数;根据多项式商确定目标差值,可适用多种干涉条纹下气体的检测,干涉兼容性和灵敏度更好。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及气体检测领域,具体而言,涉及一种气体检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质


技术介绍

1、tdlas技术涉及的较常用算法模型是:低频锯齿波信号叠加高频正弦信号的电流驱动激光器,调制后的光束穿过被测气体后,经光电探测器接收光信号并传给锁相放大器提取二次谐波信号,一般将二次谐波信号的中心峰高与标气浓度建立对应关系,从而用于测量气体浓度。但是,目前的这种方法在测试光束的干涉条纹发生变化时,检测到的气体浓度差异较大,该方式不适用干涉条纹会发生变化的情况。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种气体检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,具有更好的干涉兼容性。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种气体检测方法,包括:控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号;其中,所述第一背景光强信号和所述第二背景光强信号为相邻光强信号;采用傅里叶变换对所述第一背景光强信号、所述第二背景光强信号和所述吸收光强信号分别进行处理,得到第一频域数组、第二频域数组和第三频域数组;获取所述第一频域数组中处于调制频率周围的第一预设数量复数,得到第一目标数组;获取所述第二频域数组中处于调制频率周围的第一预设数量复数,得到第二目标数组;以及,获取所述第三频域数组中处于调制频率周围的第一预设数量复数,得到第三目标数组;按照从前往后的顺序获取所述第一频域数组中第二预设数量的复数,得到第四目标数组;按照从前往后的顺序获取所述第二频域数组中第二预设数量的复数,得到第五目标数组;以及,按照从前往后的顺序获取所述第三频域数组中第二预设数量的复数,得到第六目标数组;通过所述第一目标数组除以所述第四目标数组,得到所述第一多项式商;通过所述第二目标数组除以所述第五目标数组,得到所述第二多项式商;以及,通过所述第三目标数组除以所述第六目标数组,得到所述第三多项式商;根据所述第一多项式商、所述第二多项式商以及所述第三多项式商之间的多个差值计算目标差值;其中,所述第一多项式商、所述第二多项式商以及所述第三多项式商均为数组;基于所述目标差值和设定关系确定所述待测气体的待测参数;其中,所述设定关系用于表征所述目标差值与所述待测气体的待测参数之间的关系。

3、在上述实现过程中,通过对测试光束通过参考气体得到的第一背景光强信号、第二背景光强信号进行傅里叶变换,得到相应的第一频域数组、第二频域数组以及第三频域数组,再根据第一频域数组、第二频域数组以及第三频域数组确定出第一多项式商、第二多项式商和第三多项式商,以及根据第一多项式商、第二多项式商和第三多项式商之间的差值确定目标差值,可以适应于多种干涉条纹下气体的检测,具有更好的干涉兼容性和灵敏度,在提高气体检测准确性的同时,增加该气体检测方法的应用场景。

4、在一个实施例中,所述第一预设数量通过表达式2(m*n)+1确定;其中,m、n均为正整数;所述第二预设数量为m。

5、在上述实现过程中,通过设置第一预设数量和第二预设数量,可以实现第一预设数量和第二预设数量的多项式除法的计算,再进行目标差值的计算,最终实现对不同干涉条纹下气体的检测,可以使得本申请的气体检测方法具有更好的干涉兼容性和检测灵敏度。

6、在一个实施例中,所述根据所述第一多项式商、所述第二多项式商以及所述第三多项式商之间的多个差值计算目标差值,包括:将所述第三多项式商与所述第一多项式商相减,得到第一中间数组;对所述第一中间数组中各元素取绝对值后,再对各个绝对值进行求和,得到第一数值;将所述第一多项式商与所述第二多项式商相减,得到第二中间数组;对所述第二中间数组中各元素取绝对值后,再对各个绝对值进行求和,得到第二数值;将所述第一数值与所述第二数值相减,得到所述目标差值。

7、在上述实现过程中,通过将第一中间数组和第二中间数组中各元素取绝对值再求和,分别得到第一数值和第二数值。再通过计算第一数值和第二数值的差值,可以将光束通过参考气体时的目标差值回零,有利于标线过零点,降低校准工作量。

8、在一个实施例中,所述控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号之前,所述方法还包括:调制所述测试光束;调制后的测试光束经过设定环境,产生相应的干涉条纹;所述控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号,包括:控制产生干涉条纹的测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制产生干涉条纹的测试光束通过待测气体得到吸收光强信号。

9、在上述实现过程中,通过先对测试光束进行调制,可以得到抑制噪声的干扰,进而提高最终测试结果的准确性。另外,在测试光束经过设定环境产生干涉条纹后,通过获取相应干涉条纹下的第一背景光强信号、第二背景光强信号和吸收光强信号,可以实现对不同干涉条纹下的气体进行检测,具有更好的干涉兼容性和灵敏度。

10、在一个实施例中,其中,所述参考气体为氮气,所述待测气体为氨气。

11、在上述实现过程中,本申请实施例根据测试光束通过参考气体得到的第一背景光强信号、第二背景光强信号,以及测试光束通过待测气体得到的吸收光强信号经处理后的第一多项式商、第二多项式商以及第三多项式商之间的多个差值确定出目标差值,进而根据目标差值确定出待测气体相应的待测参数,可以适应于多种干涉条纹下气体的检测,具有更好的干涉兼容性和灵敏度,在提高气体检测准确性的同时,增加该气体检测方法的场景适用性。

12、在一个实施例中,所述基于所述目标差值和设定关系确定所述待测气体的待测参数通过以下关系式实现:y=kx+b;其中,y为目标差值,x为待测参数,k为系数,b为常数。

13、第二方面,本申请实施例还提供一种tdlas系统,包括:激光驱动器、激光器、气室、光电探测器、调制采集模块以及电子设备;所述激光驱动器的输入端连接所述调制采集模块,所述激光驱动器的输出端连接所述激光器的输入端;所述激光驱动器配置为驱动所述激光器;所述激光器配置为产生测试光束,所述气室配置为容纳参考气体或待测气体;所述光电探测器的输出端连接所述调制采集模块的输入端;其中,所述激光器发出的光束穿过所述气室后被所述光电探测器接收;所述电子设备与所述激光驱动器、所述激光器、所述气室、所述光电探测器以及所述调制采集模块中的一者或多者连接;其中,所述电子设备配置为执行上述第一方面,或第一方面的任一种可能的实施方式的步骤。

14、第三方面,本申请实施例还提供一种气体检测装置,包括:控制模块,控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号;其中,所述第一背景光强信号和所述第二背景光强信号为相邻光强信号;计算模块,用于采用傅里叶变换对所述第一背景光强信号、所述第二背景光强信号和所述吸收光本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气体检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一多项式商、所述第二多项式商以及所述第三多项式商之间的多个差值计算目标差值,包括:

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号之前,所述方法还包括:

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,

6.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标差值和设定关系确定所述待测气体的待测参数通过以下关系式实现:

7.一种TDLAS系统,其特征在于,包括:激光驱动器、激光器、气室、光电探测器、调制采集模块以及电子设备;

8.一种气体检测装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至6任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种气体检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一多项式商、所述第二多项式商以及所述第三多项式商之间的多个差值计算目标差值,包括:

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述控制测试光束通过参考气体得到第一背景光强信号和第二背景光强信号,以及控制所述测试光束通过待测气体得到吸收光强信号之前,所述方法还包括:

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,

6.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标...

【专利技术属性】
技术研发人员:李自丽李煜周舰姬红波
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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