[發明專利]一種光譜分析儀的譜型變化補償方法及裝置

在審

• 申請號: 201410659426.8
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104374712A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 季文海;劉運席
• 申請（專利權）人: 山東羅納德分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：包括以下步驟：

從光譜儀的光源發出的光通過一個已知路徑長度和含已知狀態參考校驗氣體的氣室，到達檢測器，其中參考校驗氣體含有已知濃度的目標分析物，其背景成份或與過程測量采樣氣體的背景相同，然后通過對參考校驗氣體的定時測量數據與校準時存儲的參考氣室數據比對，分析儀計算出濃度調整因子，其濃度調節因子用于修改過程樣品測量結果，以補償所述采樣氣體中的背景成份和狀態的變化而造成的光譜譜型的變化。

2.根據權利要求1所述的光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：包括以下步驟：發自分析儀的第一束光，穿過第一個已知路徑的充滿參考校驗氣體的氣室，到達分析儀的檢測器，量化分析透射光得到參考校驗數據，參考校驗數據與分析儀存儲的校準數據，進行比較以計算濃度調整因子，第二束光，發自分析儀的同一光源，穿過第二個已知路徑的充滿過程采樣氣體的氣室，到達分析儀的同一檢測器，其路徑可以包括第一個已知的路徑全部、部分或不包括，然后，用濃度調節因子來修改實時過程采樣氣體的測量結果，補償采樣氣體中的一種或多種目標分析物由背景變化而引起的譜型變化。

3.根據權利要求1或2所述的光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：包括步驟：生成參考校驗氣體，該步驟首先引導采樣氣體通過氣體處理裝置去除目標分析物，然后向處理過的采樣氣體中添加已知量的目標分析物。

4.根據權利要求3所述的光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：

添加已知量的目標分析物包含一步或多步添加已知濃度的氣態、液態或固態目標分析物到處理過的采樣氣體中。

5.根據權利要求1或2或4所述的光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：濃度調整因子的計算步驟包括：使用光強度域或波長域上參考校驗數據和校準數據的部分或全部，確定一個或多個差值、比值、均方誤差、決定系數、互相關函數、互相關積分、回歸系數；

濃度調整因子的確定方法包括：使用減法、分割、交叉相關性、卷積、曲線擬合、回歸分析和優化的一種或多種數學或化學計量學的應用方法。

6.根據權利要求1或2或4所述的光譜分析儀的譜型變化補償方法，其特征在于：背景氣體包括空氣、天然氣、化工過程氣、高純工作氣、可為毒性、腐蝕性的氣體，可為毒性、腐蝕性的氣體為氯乙烯、氯氣、氨氣、氯化氫、氟化氫、硫化氫、氫氣砷化氫、磷化氫、氰化氫等類似物質中的任意一種或幾種的組合；

目標分析物包括水蒸氣、氧氣、硫化氫、二氧化硫、其它硫化合物、氨氣、一氧化氮、二氧化氮、其它氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、?乙炔、其它烴類、氯化氫、氟化氫、氰化氫、溴化氫、砷化氫、磷化氫、及其它氫氟氯氧碳類中的任意一種或幾種。

7.一種根據權利要求1或2所述的光譜分析儀的譜型變化補償裝置，其特征在于：包括發射連續光或脈沖光的光源、檢測器、把目標分析物移除或減少到可忽略不計的水平的氣體處理器，及可將目標分析物加到校驗氣流的分析物發生器，經氣體處理器、分析物發生器產生的參考校驗氣體流入氣室，光源所發射的光線穿過一個已知路徑長度的參考氣室，投射到與分析儀連接的探測器上，通過分析儀量化探測器檢測到的光強信號，氣室內分別安裝一個或多個實時測定氣室內的溫度和壓力的溫度和/或壓力傳感器及端鏡，該端鏡位于氣室的兩端。

8.根據權利要求7所述的光譜分析儀的譜型變化補償裝置，其特征在于：端鏡之間設置兩個分割端鏡，分割出兩個氣室。

9.根據權利要求7或8所述的光譜分析儀的譜型變化補償裝置，其特征在于：還包括控制器，控制器包括一個或多個具有分析儀信號接收、比較和修改功能的可編程處理器，通過有線或無線鏈路，控制器與光源和檢測器通信，用于控制光源的發射和接收檢測器產生的信號，控制器為一個單元或根據功能劃分的多個單元。

10.根據權利要求7或8所述的光譜分析儀的譜型變化補償裝置，其特征在于：光源包括可調諧二極管激光器、量子級聯激光器、陣列激光器、垂直腔表面發射激光器、水平腔表面發射激光器、分布式反饋激光器、發光二極管、超級發光二極管、自放大發射光源、氣體放電激光器、等離子體激光器、液體激光器、固態激光器、光纖激光器、色心激光器、白熾燈、放電燈和熱發射體中的任意一種或幾種；

檢測器包括銦鎵砷化物探測器、銦砷化探測器、磷化銦檢測器、硅檢測器、硅鍺檢測器、鍺檢測器、碲鎘汞檢測器、鉛硫化物檢測器、硒化鉛檢測器、熱電堆檢測器、多元件線陣檢測器、多元件面陣檢測器、單一的元素檢測器和光電倍增管中的任意一種或幾種；

氣體處理器包括一個或多個洗滌器、凈化器、化學轉換器、化學分離器、蒸餾塔、分離柱以及干燥器；

分析物發生器為一個或多個擴散型氣體發生器或混合器。