[发明专利]一种紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿结构及方法

权利要求书

1.一种紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿方法，采用紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿结构实现，其特征在于，所述紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿结构包括密闭箱体、紫外差分光谱气体传感器、数字压力传感器、恒温控制器、工控机、调压组件和限位隔板；

所述密闭箱体为长方体结构，所述密闭箱体内部设有调压组件及限位隔板，所述调压组件包括活塞、调节杆及驱动电机，所述活塞的左侧连接有调节杆，调节杆的前端穿出密闭箱体后与驱动电机相连接，活塞将密闭箱体内部分为调压气室及工作气室，活塞与密闭箱体内壁面之间密封滑动连接，且设置在限位隔板的左侧，限位隔板用于限定活塞位移，在工作气室的上方设有待测气体入口，工作气室的右端设有待测气体出口；

在所述工作气室内设有紫外差分光谱气体传感器、数字压力传感器和恒温控制器，所述待测气体入口待测气体出口分别通过管路与紫外差分光谱气体传感器的气体吸收池连接，紫外差分光谱气体传感器用于检测气体浓度，数字压力传感器用于测定工作气室内部的实时压力，恒温控制器用于控制密闭箱体内温度恒定；所述工控机安装在密闭箱体的外部，与驱动电机、紫外差分光谱气体传感器、数字压力传感器和恒温控制器分别连接，紫外差分光谱气体传感器检测的气体浓度值及数字压力传感器检测的实时压力值传递给工控机，通过工控机控制驱动电机驱动所述调节杆进而带动活塞在密闭箱体内移动，以及通过工控机控制恒温控制器工作；所述紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿方法包括以下步骤：

步骤1、采用上述紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿结构，向密闭箱体内通入不同浓度的气体，测得在不同压力p_h条件下得到的气体浓度值C_b；

步骤2、基于步骤1得到的压力补偿前不同浓度的气体在不同压力p_h条件下的气体浓度值C_b与参考标准浓度值的比值k，建立比值k与气压差值参量Δp的关系公式模型，通过线性拟合的方法对公式模型相关参数进行确定，拟合公式为：

K＝a+b*x+c*x²+d*x³+e*x⁴+f*x⁵ (2)

式中K为气压补偿系数；a、b、c、d、e、f分别为拟合参数；x为气压差值参量Δp，kPa；

步骤3、计算不同压力p_h条件下气压补偿后的气体浓度值C_a；

步骤4、建立环境压力变化引起的测量气体浓度误差△V模型；

步骤5、将气体浓度误差值△V与气体浓度的最大允许误差W进行比较，如果△V≤W，完成迭代；如果△V＞W，则通过公式(5)计算得到C_a'，

C_a'＝C_a/K (5)

通过公式(6)计算得到△V'，

△V'＝C_a'-C₀ (6)

重新判断△V'与W的大小关系，直到满足△V'≤W为止完成迭代，否则重复公式(5)和公式(6)的计算。