[发明专利]用于确定多气体中的各个气体的浓度和压强的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定多气体中的各个气体的浓度和压强的方法。该方法是使用超声波的发射和接收来确定组成多气体的各个气体的浓度和压强的方法，包括：测量参考超声波飞行时间；测量多个浓度、温度和压强下的超声波飞行时间；获得包括超声波飞行时间变化值的超声波飞行时间表，其中超声波飞行时间变化值是根据浓度、温度和压强的参数而变化的参考超声波飞行时间与测量到的超声波飞行时间之间的差值；获得超声波振幅表，该表包括在目标对应气体的浓度、温度和压强是参数的状态下，在多个浓度、多个温度和多个压强下接收到的预定顺序的超声波波形的波形的超声波振幅值；以及基于对于超声波飞行时间变化值和超声波振幅值执行温度补偿，来计算目标气体的浓度和压强。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0005522的优先权和权益，其全部内容通过引用并入在此。

技术领域

本发明涉及用于确定组成多气体的各个气体的浓度和压强的方法。

背景技术

已经公开了一种利用超声波来计算由已知的多种气体组分组成的多气体的浓度的方法。通过在充满多气体的空间中产生超声波，并且检测被反射的超声波，以及计算发送和接收超声波之间的飞行时间(TOF)，能够确定多气体中的各个气体的浓度。

然而，在常规方法中，通过复杂的计算来计算多气体中的各个气体的浓度，存在着无法同时确定各个气体的压强的限制。此外，虽然各个气体的浓度受到其压强的影响，但是常规方法在未考虑压强的情况下计算浓度，所以难以计算精确的浓度。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供一种用于确定组成多气体的各个气体的浓度和压强的方法，该方法能够反映压强对于浓度的影响。

技术方案

根据本发明的示例实施例，一种使用超声波的发射和接收来确定组成多气体的各个气体的浓度和压强的方法，包括：利用发射的超声波的波形和接收到的超声波的波形，对于组成充满在测量空间中的多气体的各个气体之中的目标对应气体，测量在参考浓度、参考温度和参考压强下的参考超声波飞行时间；在目标对应气体的浓度、温度和压强是参数的状态下，在多个浓度、温度和压强下测量超声波飞行时间；获得包括超声波飞行时间变化值的超声波飞行时间表，其中超声波飞行时间变化值是根据浓度、温度和压强的参数而变化的参考超声波飞行时间与测量到的超声波飞行时间之间的差值；获得超声波振幅表，该超声波振幅表包括在目标对应气体的浓度、温度和压强是参数的状态下，在多个浓度、多个温度和多个压强下接收到的预定顺序的超声波波形的波形的超声波振幅值；以及基于对于超声波飞行时间变化值和超声波振幅值执行温度补偿，来计算目标气体的浓度和压强。

目标气体的浓度和压强的计算包括：获得超声波飞行时间的温度补偿方程，其使得多个温度下的超声波飞行时间变化值变为参考温度下的超声波飞行时间变化值；获得超声波振幅的温度补偿方程，其使得多个温度下的超声波振幅值变为参考温度下的超声波振幅值；通过分别将在任意测量温度下所测量的超声波飞行时间变化值和在任意温度下所测量的超声波振幅值代入超声波飞行变化值的温度补偿函数和超声波振幅的温度补偿函数，分别将同样的值转换为参考温度下的超声波飞行时间变化值和超声波振幅值；以及使用参考温度下的超声波飞行时间变化值和参考温度下的超声波振幅值，通过非线性方程来计算目标气体的浓度和压强。

有益效果

根据本发明，由于考虑了压强对于浓度的影响，能够精确地确定组成多气体的气体的浓度和压强。

附图说明

图1示出实验设备的示例，该实验设备能够执行根据本发明的实施例的用于确定多气体的各个气体的浓度和压强的方法。

图2示出从实验设备的示波器输出的接收到的超声波的波形。