[发明专利]基于氙灯灯源的光谱数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气浓度测量领域，具体涉及一种基于氙灯灯源的光谱数据处理方法。

背景技术

在基于紫外差分算法(DOAS，DifferentialOpticalAbsorptionSpectroscopy)的气体分析仪中，光源是其重要的组成部分，脉冲式氙灯光源，具有寿命高、发热量小的特点，更成为当前的主流灯源；在基于紫外差分算法的气体分析仪中，主要用于测量SO2和氮氧化物的气体浓度，在DOAS算法中，计算气体浓度时，需要使用到氙灯光源的光谱强度I_lamp(没有吸收气体时的浓度)和吸收光谱强度I_absorb(有吸收气体时的光谱强度)做相关运算；而现有技术中，在当前的主流算法中，由于灯光谱是不能实时测量，因此对于光源的原始光谱强度I_lamp使用的是固定值，默认为光谱的原始光强是不变的。但是在实际的应用过程中，由于氙灯光源自身的特性，脉冲式氙灯光源是闪烁式光源，氙灯光源每次闪烁发光的强度是不同的，光源重复性较差，在相同的测量环境下，光源重复性也较差，其光谱数据跳动大，对测量结果的跳动影响较大。

因此，为解决以上问题，需要一种基于氙灯灯源的光谱数据处理方法，能够消除光源对测量结果的影响，将光源处理后的数据再进行算法运算，减小浓度测量结果的跳动。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于氙灯灯源的光谱数据处理方法，能够消除光源对测量结果的影响，将光源处理后的数据再进行算法运算，减小浓度测量结果的跳动。

本发明的基于氙灯灯源的光谱数据处理方法，包括如下步骤：

a.存储一组原始的灯光谱I_lamp，在一非吸收紫外波段内选取至少一个波峰点，记为Lamp_Peak；

b.取吸收光谱I_absorb，在吸收光谱I_absorb中取出步骤a中Lamp_Peak对应频率的波峰点absorb_Peak；

c.利用下式求得比例系数K：

K＝absorb_Peak/Lamp_Peak；

d.修正灯光谱I_lamp，将原始的灯光普I_lamp中的每一个点的光强值乘以系数K，求得新的灯光谱

e.将新的灯光谱和吸收光谱I_absorb代入DOAS运算中，求得烟气中SO2和NO的浓度值；

其中，非吸收紫外波段表示SO2和NO均不吸收此波段内的光。

进一步，所述非吸收紫外波段为240-270nm。

进一步，步骤a中，在非吸收紫外波段内选取三个波峰点，分别记为Lamp_Peak1、Lamp_Peak2和Lamp_Peak3，并对这三个点的光谱强度求和，记为Sum_Lamp_Peak；步骤b中，在吸收光谱I_absorb中取出分别对应频率的三个波峰点，记为absorb_Peak1、absorb_Peak2和absorb_Peak3，计算吸收光谱中这三个点的光强和，记为Sum_absorb_Peak，则步骤c中，K＝Sum_absorb_Peak/Sum_Lamp_Peak。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于氙灯灯源的光谱数据处理方法，通过在非吸收紫外波段内，选取原始灯光谱的波峰点Lamp_Peak，并与在吸收光谱的对应频率选取波峰点absorb_Peak联立求出比例系数K，利用出比例系数K处理原始灯光谱获得新的灯光谱，避免光源重复性较差、光谱数据跳动大的缺陷，提高灯光谱的准确性，消除光源对测量结果的影响，将光源处理后的数据再进行算法运算，减小浓度测量结果的跳动，保证SO2和NO浓度测量值稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明中处理流程图；

图2为本发明中分别对100组标准100ppm的SO2气体的光学厚度测试结果图。

具体实施方式

图1为本发明中处理流程图，图2为本发明中分别对100组标准100ppm的SO2气体的光学厚度测试结果图，其中(a)图为未经本发明方法处理的数据，(b)为经过本发明方法处理后的数据，(a)和(b)中的纵坐标表示标准100ppm的SO2气体的光学厚度，横坐标表示使用的290—310nm波段内的顺序取点数；如图所示，本实施例中的基于氙灯灯源的光谱数据处理方法，包括如下步骤：

包括如下步骤：