專利名稱：利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測領域，具體而言，涉及一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置和方法。
背景技術：
隨著我國石化、冶金、電力等工業(yè)裝置的大型化和整體技術裝備水平的提升，隨著對節(jié)能降耗、提高質量、治污減排和安全生產的日益追求，在線分析儀器的重要性和使用量與日俱增。紅外光譜是近年來在線分析儀器發(fā)展最為迅速的分析技術之一，具有快速、高效、無損等諸多優(yōu)點。
但是紅外線氣體分析儀對環(huán)境溫度要求很高，環(huán)境溫度變化直接影響光源的穩(wěn)定性、影響紅外輻射的強度、影響測量氣室連續(xù)流動的氣樣密度，和檢測器的正常工作，尤其基于微流量檢測器的紅外光譜測量法，由于采用敏感元件的熱敏特性測量微小氣體流量變化，因此，更加容易受到環(huán)境溫度的干擾，從而影響到測量精度。發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置和方法，用以降低環(huán)境溫度對氣體檢測濃度的影響。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置，其包括
紅外輻射源，其被加熱時輻射出波長為2 12 μ m的紅外線；
鏡面，設置在紅外輻射源的殼體內，將紅外線反射為紅外光束；
切光模塊，將紅外光束變成斷續(xù)的光，以對其進行頻率調制；
測量池，由設置在經頻率調制的紅外光束的光路上的分析氣室組成；
微流量檢測器，檢測經頻率調制后的紅外光束經過分析氣室中的被測氣體后紅外線的能量變化，并將其轉換成交流電壓信號；
濃度修正模塊，根據環(huán)境溫度的變化對測量結果的影響對交流電壓信號進行修正，并對修正后的交流電壓信號進行處理得到與被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
較佳的，濃度修正模塊包括
擬合單元，用于檢測多個環(huán)境溫度值下經頻率調制后的紅外光束經過零點氣后對應的多個電壓值，根據最小二乘法對多個電壓值及對應的多個環(huán)境溫度值進行擬合，得到公式
y = Ax2+Bx+C
其中χ為環(huán)境溫度，y為交流電壓信號的電壓值，A、B、C為擬合系數；
修正單元，用于根據如下公式對交流電壓信號進行修正
權利要求
1.一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置，其特征在于，包括 紅外輻射源，其被加熱時輻射出波長為2 12 μ m的紅外線； 鏡面，設置在紅外輻射源的殼體內，將所述紅外線反射為紅外光束； 切光模塊，將所述紅外光束變成斷續(xù)的光，以對其進行頻率調制；測量池，由設置在經頻率調制的所述紅外光束的光路上的分析氣室組成； 微流量檢測器，檢測經頻率調制后的所述紅外光束經過所述分析氣室中的被測氣體后紅外線的能量變化，并將其轉換成交流電壓信號；濃度修正模塊，根據環(huán)境溫度的變化對測量結果的影響對所述交流電壓信號進行修正，并對修正后的交流電壓信號進行處理得到與所述被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述濃度修正模塊包括擬合單元，用于檢測多個環(huán)境溫度值下經頻率調制后的所述紅外光束經過零點氣后對應的多個電壓值，根據最小二乘法對所述多個電壓值及對應的多個環(huán)境溫度值進行擬合， 得到公式y(tǒng) = Ax2+Bx+C其中χ為環(huán)境溫度，y為交流電壓信號的電壓值，A、B、C為擬合系數； 修正單元，用于根據如下公式對所述交流電壓信號進行修正a2-a\ _ b2- b\ α - 200000 ~ b2- 200000其中，al為所述交流電壓信號的電壓值，a2為檢測所述電壓信號對應環(huán)境溫度下通過公式y(tǒng) = AX2+BX+C計算得到的電壓值，bl為經過溫度修正后的期望電壓值，1^2為正常測量溫度范圍內的某一溫度下通過公式y(tǒng) = AX2+BX+C計算得到的電壓值；電路控制單元，用于對修正后的交流電壓信號進行放大整流和線性化，得到與被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
3.一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的方法，其特征在于，包括以下步驟 將被加熱的輻射源發(fā)出的波長為2 12 μ m的紅外光束進行頻率調制；通過微流量檢測器檢測經頻率調制后的所述紅外光束經過分析氣室中的被測氣體后紅外線的能量變化，并將其轉換成交流電壓信號；根據環(huán)境溫度的變化對測量結果的影響對所述交流電壓信號進行修正，并對修正后的交流電壓信號進行處理得到與所述被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據環(huán)境溫度的變化對測量結果的影響對所述交流電壓信號進行修正步驟包括檢測多個環(huán)境溫度值下經頻率調制后的所述的紅外光束經過零點氣后對應的多個電壓值；根據最小二乘法對所述多個電壓值及對應的多個環(huán)境溫度值進行擬合，得到公式 y = Ax2+Bx+C其中χ為環(huán)境溫度，y為交流電壓信號的電壓值，A、B、C為擬合系數； 根據如下公式對所述交流電壓信號進行修正
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，對修正后的交流電壓信號進行處理得到與所述被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制步驟包括對修正后的交流電壓信號進行放大整流和線性化，得到與被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用溫度修正檢測被測氣體濃度的裝置和方法，其中該方法包括以下步驟將被加熱的輻射源發(fā)出的波長為2～12μm的紅外線兩束平行的紅外光束，并對兩束平行的紅外光束進行頻率調制；通過微流量檢測器檢測經頻率調制后的紅外光束經過分析氣室中的被測氣體后紅外線的能量變化，并將其轉換成交流電壓信號；根據環(huán)境溫度的變化對測量結果的影響對交流電壓信號進行修正，并對修正后的交流電壓信號進行處理得到與被測氣體濃度變化相對應的濃度信號供顯示或控制。
文檔編號G01N21/59GK102507507SQ201110353639
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者姜培剛, 曹慧芹, 趙淑莉, 項恩巖 申請人:北京航天益來電子科技有限公司