[发明专利]基于激光气体传感器的不同气体交叉标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于气体检测领域，涉及一种基于激光气体传感器的不同气体交叉标定方法及系统。

背景技术

基于激光吸收光谱的气体检测技术主要是利用Beer-Lambert定律，通过计算光能量经过气体之后的衰减情况来得到待测气体的浓度。如果光传输的长度是确定的，光能量衰减量与气体浓度成正比。在测量的过程中，需要利用标准浓度气室得到标定系数，再通过计算得到实际气体浓度值。

目前，基于激光吸收光谱的气体传感器的标定需要使用标准的气体进行比对标定，但是对于某些有毒有害的气体，比如硫化氢、氮氧化物等，其标准气体很难得到。而且现有的技术方案中，同一激光气体传感器需要对不同的气体分别标定，造成气体检测过程繁杂且难以得到准确的气体标定系数。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于激光气体传感器的不同气体交叉标定方法及系统，目的在于避免对不同待测气体的多次标定，简化气体检测过程，准确地得到气体的标定系数。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供的一种基于激光气体传感器的不同气体交叉标定方法，包括如下步骤：

将基准气体充入标准浓度气室中，检测透过标准浓度气室的激光的强度；

激光气体传感器的微处理器根据气体浓度、透过标准浓度气室前后的激光的强度和气体的标定系数之间的关系，计算出基准气体的标定系数；

所述微处理器计算出对应激光频率下的基准气体的吸收系数和待测气体的吸收系数；

所述微处理器根据换算关系计算出待测气体的标定系数；

所述换算关系为：其中ν为激光频率，P_(ν)为激光频率为ν时的基准气体的标定系数，P’_(ν)为激光频率为ν时的待测气体的标定系数，α_(ν)为激光频率为ν时的基准气体的吸收系数，α’_(ν)为激光频率为ν时的待测气体的吸收系数。

进一步地，所述微处理器计算出对应激光频率下的基准气体的吸收系数和待测气体的吸收系数包括：

主控计算机通过HITRAN数据库分别查询基准气体和待测气体的吸收参量；

所述主控计算机将基准气体和待测气体的吸收参量传送给所述微处理器；

所述微处理器将所述吸收参量代入吸收系数表达式分别计算出对应激光频率下的基准气体的吸收系数和待测气体的吸收系数；

所述吸收参量包括吸收谱中心频率、吸收谱的半宽高和中心频率处的吸收系数；

所述吸收系数表达式为：其中ν为激光频率，α₀为中心频率处的吸收系数，ν₀为吸收谱中心频率，Δν为吸收谱的半宽高。

进一步地，还包括：所述主控计算机实时显示基准气体和待测气体的检测数值及计算数值；所述检测数值包括透过标准浓度气室的激光的强度，所述计算数值包括吸收系数和标定系数。

进一步地，所述基准气体为水汽、氧气、二氧化碳或氮气。

另一方面，本发明实施例提供的一种基于激光气体传感器的不同气体交叉标定系统，所述系统包括：

激光气体传感器，用于检测透过标准浓度气室的激光的强度，根据气体浓度、透过标准浓度气室前后的激光的强度和气体的标定系数之间的关系，计算出基准气体的标定系数，计算出对应激光频率下的基准气体的吸收系数和待测气体的吸收系数，以及根据换算关系计算出待测气体的标定系数。

主控计算机，用于通过HITRAN数据库分别查询基准气体和待测气体的吸收参量，将基准气体和待测气体的吸收参量传送给所述激光气体传感器的微处理器，以及实时显示基准气体和待测气体的检测数值及计算数值。

进一步地，所述主控计算机通过RS232接口与所述微处理器相连。

进一步地，所述基准气体为水汽、氧气、二氧化碳或氮气。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点是：

本发明提供的一种基于激光气体传感器的不同气体交叉标定方法及系统，用一种简单易得的气体作为基准气体，通过激光气体传感器对其进行检测并计算得到其标定系数，以及计算出对应激光频率下的基准气体的吸收系数和待测气体的吸收系数，再根据不同气体标定系数之间的换算关系计算出待测气体的标定系数，避免了对不同待测气体的多次标定，简化了气体检测过程，准确地得到气体的标定系数。

附图说明