[发明专利]太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法

说明书

本发明提供了一种太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，用太赫兹波对多种单一气体分别检测获得每种气体的吸收光谱，根据第一预定规则设定每种单一气体的特征峰信息，将所有特征峰信息存储为特征峰信息库；步骤二，用太赫兹波对待测气体进行检测得到吸收光谱，对该吸收光谱进行归一化处理得到其归一化吸收光谱；步骤三，将归一化吸收光谱与特征峰信息库进行对比判定待测气体中含有的气体名称；步骤四，根据判定的气体名称，按照第二预定规则从特征峰信息库选出每种判定气体的一个特定特征峰片段，从归一化吸收光谱选出同频段的一个目标吸收峰片段，通过两个峰片段的峰‑谷高度计算判定气体的浓度。

技术领域

本发明涉及一种混合气体定量检测方法，具体涉及一种太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法。

背景技术

现有技术中，检测混合气体中各组分浓度的方法有两种，一是通过气相色谱法检测，二是通过激光光谱法进行检测。而气相色谱法需要大量的样本，以及巨大的痕量分析，并且需要校准，操作起来也比较繁琐。激光光谱法虽然有良好的灵敏度，但其受多普勒展宽效应的影响，使得其可检测的物质范围很窄。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法。

本发明提供了一种太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，用太赫兹波对多种单一气体分别检测获得每种单一气体的吸收光谱，根据第一预定规则设定每种单一气体的特征峰信息，将所有单一气体的特征峰信息存储为特征峰信息库；步骤二，用太赫兹波对待测气体进行检测得到待测气体的吸收光谱，对该吸收光谱进行归一化处理得到其归一化吸收光谱；步骤三，将归一化吸收光谱与特征峰信息库进行对比判定待测气体中含有的气体名称；步骤四，根据判定的气体名称，按照第二预定规则从特征峰信息库选出每种判定气体的一个特定特征峰片段，从归一化吸收光谱选出与特定特征峰片段同频段的一个目标吸收峰片段，通过特定特征峰片段的峰-谷高度以及目标吸收峰片段的峰-谷高度来计算每种判定气体在待测气体中的浓度。

在本发明提供的太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中每种判定气体在待测气体中的浓度的计算公式为

其中，C是判定气体在待测气体中的浓度，P₀是盛装待测气体的容器内的压强，I/I₀是判定气体的吸收强度与其对应的单一气体的吸收强度之比，并且该比值等于目标吸收峰片段与特定特征峰片段的峰-谷高度之比，V_c是盛装待测气体的容器的容积，V_b是待测气体的总体积，T_b是待测气体的热力学温度，T_c是盛装待测气体的容器的的热力学温度，P_atm是大气压强。

在本发明提供的太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法中，还可以具有这样的特征：其中，太赫兹波的频段为210GHz～270GHz。

在本发明提供的太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法中，还可以具有这样的特征：其中，检测的检测压强为10mTorr。

在本发明提供的太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法中，还可以具有这样的特征：其中，第一预定规则为：当吸收光谱的吸收峰片段的频带展宽为5MHz时，设定该吸收峰片段为特征峰信息，每种单一气体的特征峰信息包括5个吸收峰片段。

在本发明提供的太赫兹波测定混合气体中各组分浓度的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤一中还包括，对吸收光谱使用拟合法处理，得到其相应的二阶导数光谱，根据第一预定规则设定每种单一气体的特征峰信息，在步骤二中还包括，对归一化吸收光谱使用拟合法进行处理，得到其相应的归一化二阶导数光谱。