濃度檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測方法，尤其涉及一種紅外吸收型C02濃度檢測方 法，屬于C02濃度檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平得到了迅速提高，工業(yè) 生產(chǎn)規(guī)模也迅速擴(kuò)大，但同時(shí)導(dǎo)致了二氧化碳的排放成倍增長，如溫室效應(yīng)，土地荒漠化程 度加速等，嚴(yán)重影響并破壞著人類的生存環(huán)境。另外，二氧化碳是作物光合作用的主要原 料，其含量合適與否直接影響作物的生長。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，科技進(jìn)步的 進(jìn)步，如何快速檢測二氧化碳的含量，削減二氧化碳的排放，已成為各級政府和廣大有識之 士特別關(guān)注的問題，因此研宄并設(shè)計(jì)二氧化碳檢測電路具有十分重要的意義。
[0003] 近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，二氧化碳排放量急劇上升，所造成的溫室效應(yīng)對人 類的生存構(gòu)成巨大的威脅在溫室、大棚和密閉的植物工廠等，施加 C02氣肥是增加產(chǎn)量的 有效方法。在一定條件下，隨著C02濃度的升高，光合作用增強(qiáng)。光合速率最大時(shí)的C02濃 度為飽和點(diǎn)，當(dāng)C02濃度超過飽和點(diǎn)過高，則會(huì)引起作物異常生長，葉片失綠黃化，卷曲畸 形或壞死等。
[0004] 在種植過程中，人們希望按合理需求量產(chǎn)生C02氣體，并能夠根據(jù)環(huán)境檢測的結(jié) 果，自動(dòng)調(diào)節(jié)C02給氣量。不論物理法還是化學(xué)法制造 C02,采用開環(huán)控制的方法通常不容 易達(dá)到精確定量的目的，從而影響最佳的生長效果。
[0005] 前檢測二氧化碳的方法主要有化學(xué)法、電化學(xué)法、氣相色譜法、容量滴定法等，這 些方法普遍存在著價(jià)格貴，普適性差等問題，且測量精度還較低。而傳感器法具有安全可 靠、快速直讀、可連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)。目前各種檢測用的二氧化碳傳感器主要有固體電解質(zhì) 式、鈦酸鋇復(fù)合氧化物電容式、電導(dǎo)變化型厚膜式等，這些傳感器存在對氣體的選擇性差、 易出現(xiàn)誤報(bào)、需要頻繁校準(zhǔn)、使用壽命較短等不足。
[0006] 例如申請?zhí)枮?201310047515. 2"的一種CO濃度和能見度檢測系統(tǒng)及測量方法， 包括一個(gè)紅外熱光源，一個(gè)雙濾波片紅外熱釋電探測器，一個(gè)用于測量理想環(huán)境下接收到 光源光強(qiáng)的參考光路，一個(gè)用于測量實(shí)際環(huán)境下接收到光源光強(qiáng)的測量光路，一個(gè)用于切 換兩光路的轉(zhuǎn)盤和一個(gè)用于數(shù)據(jù)采集和處理的電路板。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)CO濃度和能見度同時(shí) 檢測，只需一套光路、機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件電路，單光源和雙元探測器；可以消除散射的紅外光、 鏡頭上灰塵和系統(tǒng)零件的吸收造成的誤差，測量精確；采用雙波長法測氣體濃度省去了高 濃度氣體參比氣室，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；該儀器體積小、使用方便。
[0007] 又如申請?zhí)枮?201210418670. 6"的一種溫室環(huán)境中C02濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào) 節(jié)方法。其裝置包括C02氣體控制模塊，所述C02氣體控制模塊的輸入端分別連接有光強(qiáng)度 傳感器和C02濃度傳感器，所述C02氣體控制模塊的輸出端連接有C02氣體發(fā)生模塊，所述 光強(qiáng)度傳感器用于采集溫室環(huán)境的光強(qiáng)度；所述C02濃度傳感器用于檢測溫室環(huán)境中C02 濃度；所述C02氣體控制模塊根據(jù)所述光強(qiáng)度和所述C02濃度進(jìn)行控制所述C02氣體發(fā)生 模塊釋放C02氣體。本發(fā)明技術(shù)方案可以精確控制植物所需C02的給定量，且結(jié)構(gòu)簡單、易 于實(shí)現(xiàn)。但是該發(fā)明對氣體的選擇性差、易出現(xiàn)誤報(bào)、需要頻繁校準(zhǔn)、使用壽命較短等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種測量范圍寬、靈敏 度高、響應(yīng)時(shí)間快、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)的紅外吸收型C02濃度檢測方法。
[0009] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，具體包含如下步驟：
[0011] 步驟1，將一定波長的紅外光穿過待測氣體；
[0012] 步驟2,采用紅外傳感器獲取穿過待測氣體的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng) 度；
[0013] 步驟3,根據(jù)獲取的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度計(jì)算出待測氣體中C02 的濃度，具體計(jì)算如下：
[0014] I = I〇exp(-amLc)； I , I0
[0015] 得c = -~ln-； a,nL 1
[0016] 其中，C為待測氣體中C02的濃度，I為輸入發(fā)光光強(qiáng)度，Itl為輸出發(fā)光光強(qiáng)度，a m 為摩爾分子吸收系數(shù)，L為紅外光的波長；
[0017] 步驟4,將得出的待測氣體中C02的濃度通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示出來。
[0018] 作為本發(fā)明一種紅外吸收型C02濃度檢測方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟1中，采 用波長為620nm的紅外光。
[0019] 作為本發(fā)明一種紅外吸收型C02濃度檢測方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟2中，所 述紅外傳感器的芯片型號為SE2470。
[0020] 作為本發(fā)明一種紅外吸收型C02濃度檢測方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟4中，所 述顯不板塊為LCD顯不屏。
[0021] 作為本發(fā)明一種紅外吸收型C02濃度檢測方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟2中，所 述紅外傳感器采用鋰電池供電。
[0022] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0023] 1、本發(fā)明測量范圍寬、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)；
[0024] 2、本發(fā)明通過檢測一定波長的紅外光的輸入發(fā)光光強(qiáng)度和輸出發(fā)光光強(qiáng)度，進(jìn)而 通過計(jì)算精確得出待測氣體中C02的濃度。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0027] 如圖1所示，一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，具體包含如下步驟：
[0028] 步驟1，將一定波長的紅外光穿過待測氣體；
[0029] 步驟2,采用紅外傳感器獲取穿過待測氣體的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng) 度；
[0030] 步驟3,根據(jù)獲取的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度計(jì)算出待測氣體中C02 的濃度，具體計(jì)算如下：
[0031] I = I〇exp(-amLc)；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，其特征在于：具體包含如下步驟： 步驟1，將一定波長的紅外光穿過待測氣體； 步驟2,采用紅外傳感器獲取穿過待測氣體的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度； 步驟3,根據(jù)獲取的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度計(jì)算出待測氣體中C02的濃 度，具體計(jì)算如下：
其中，c為待測氣體中C02的濃度，I為輸入發(fā)光光強(qiáng)度，Itl為輸出發(fā)光光強(qiáng)度，a m為摩 爾分子吸收系數(shù)，L為紅外光的波長； 步驟4,將得出的待測氣體中C02的濃度通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示出來。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，其特征在于：在步驟1 中，采用波長為620nm的紅外光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，其特征在于：在步驟2 中，所述紅外傳感器的芯片型號為SE2470。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，其特征在于：在步驟4 中，所述顯示模塊為IXD顯示屏。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外吸收型C02濃度檢測方法，其特征在于：在步驟2 中，所述紅外傳感器采用鋰電池供電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅外吸收型CO2濃度檢測方法，將一定波長的紅外光穿過待測氣體；采用紅外傳感器獲取穿過待測氣體的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度；根據(jù)獲取的輸入發(fā)光光強(qiáng)度以及輸出發(fā)光光強(qiáng)度計(jì)算出待測氣體中CO2的濃度，本發(fā)明測量范圍寬、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)。
【IPC分類】G01N21-3504
【公開號】CN104833647
【申請?zhí)枴緾N201510246612
【發(fā)明人】宋哲, 馬忠東
【申請人】蘇州德銳朗智能科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月15日