[發(fā)明專利]用來(lái)分析氣體混合物的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511036236.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105784609A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·卡沃里塞圖馬哈文;S·梅蒂;S·帕蘭甘達(dá)普納查;M·穆赫吉;P·哈爾德;H·薩西庫(kù)馬;P·潘迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31;G01N21/39
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;張懿

1.一種用于確定存在于氣體混合物中的至少一個(gè)個(gè)別氣體的濃 度的方法，包括：

通過(guò)由所確定吸收波長(zhǎng)范圍、多個(gè)調(diào)制頻率和多個(gè)調(diào)制幅度所表 征的多個(gè)第一入射調(diào)制光束來(lái)輻射包括基本上零濃度的所述至少一 個(gè)個(gè)別氣體的第一組分以生成多個(gè)第一傳播光束；

通過(guò)所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束來(lái)輻射包括所確定濃度的所述 至少一個(gè)個(gè)別氣體的第二組分以生成多個(gè)第二傳播光束；

生成表示所述多個(gè)第一傳播光束的特性的多個(gè)噪聲信號(hào)；

生成表示所述多個(gè)第二傳播光束的特性的多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)；

基于所述多個(gè)噪聲信號(hào)和所述多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)從所述多個(gè)調(diào)制 頻率和所述多個(gè)調(diào)制幅度中選擇最佳調(diào)制頻率和最佳調(diào)制幅度；以及

基于所述所確定吸收波長(zhǎng)范圍的所述最佳調(diào)制頻率和所述最佳 調(diào)制幅度來(lái)確定所述氣體混合物中所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的濃度，

其中所述所確定吸收波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)于所述氣體混合物中的所述 至少一個(gè)個(gè)別氣體。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組分基本上未能吸收 所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束的光子。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二組分基本上吸收所述 多個(gè)第一入射調(diào)制光束的光子。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述多個(gè)調(diào)制頻率和所述多 個(gè)調(diào)制幅度中選擇所述最佳調(diào)制頻率和所述最佳調(diào)制幅度包括：

基于所述多個(gè)噪聲信號(hào)和所述多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)來(lái)確定多個(gè)信噪 比；

從所述多個(gè)信噪比中選擇最大信噪比；

識(shí)別對(duì)應(yīng)于所述最大信噪比的調(diào)制頻率和調(diào)制幅度；以及

選擇所識(shí)別調(diào)制頻率和所識(shí)別調(diào)制幅度分別作為所述最佳調(diào)制 頻率和所述最佳調(diào)制幅度。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中確定所述多個(gè)信噪比包括將所 述多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)的幅度除以所述噪聲信號(hào)的對(duì)應(yīng)幅度。

6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述多個(gè)第一傳播光束的所述 特性包括所述多個(gè)第一傳播光束的強(qiáng)度或能量，并且所述多個(gè)第二傳 播光束的所述特性包括所述多個(gè)第二傳播光束的強(qiáng)度或能量。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中：

由于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)象，通過(guò)所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束對(duì)所述第 一組分的輻射引起所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束的特性的改變以生成 所述多個(gè)第一傳播光束；以及

通過(guò)所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束對(duì)所述第二組分的輻射引起通 過(guò)所述至少一個(gè)個(gè)別氣體對(duì)所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束的光子的吸 收以生成所述多個(gè)第二傳播光束，

其中所述一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)象包括標(biāo)準(zhǔn)噪聲或電子噪聲。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的 所述濃度包括：

通過(guò)由所述所確定吸收波長(zhǎng)范圍、所述最佳調(diào)制頻率和所述最佳 調(diào)制幅度所表征的第二入射調(diào)制光束來(lái)輻射所述氣體混合物，其中所 述至少一個(gè)個(gè)別氣體吸收所述第二入射調(diào)制光束的光子，從而導(dǎo)致第 三傳播光束的生成；

基于所述第三傳播光束來(lái)生成響應(yīng)信號(hào)；以及

至少基于表示所述第三傳播光束的特性的所述響應(yīng)信號(hào)來(lái)確定 所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的所述濃度。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第三傳播光束的所述特性 包括所述第三傳播光束的能量和強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)。

10.一種用于確定存在于氣體混合物中的至少一個(gè)個(gè)別氣體的濃 度的系統(tǒng)，包括：

第一可調(diào)輻射源，其：

生成多個(gè)第一入射調(diào)制光束并且指引其輻射包括基本上零 濃度的所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的第一組分以生成多個(gè)第一傳播光束， 其中所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束由所確定吸收波長(zhǎng)范圍、多個(gè)調(diào)制頻 率和多個(gè)調(diào)制幅度來(lái)表征；

生成所述多個(gè)第一入射調(diào)制光束并且指引其輻射包括所確 定濃度的所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的第二組分以生成多個(gè)第二傳播光 束；

第一檢測(cè)器，基于所述多個(gè)第一傳播光束來(lái)生成多個(gè)噪聲信號(hào)， 并且基于所述多個(gè)第二傳播光束來(lái)生成多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)；

處理子系統(tǒng)，基于所述多個(gè)噪聲信號(hào)和所述多個(gè)無(wú)噪聲信號(hào)來(lái)從 所述多個(gè)調(diào)制頻率和所述多個(gè)調(diào)制幅度中選擇最佳調(diào)制頻率和最佳 調(diào)制幅度；

子系統(tǒng)，基于所述所確定吸收波長(zhǎng)范圍的所述最佳調(diào)制頻率和所 述最佳調(diào)制幅度來(lái)確定所述氣體混合物中所述至少一個(gè)個(gè)別氣體的 濃度，

其中所述所確定吸收波長(zhǎng)范圍對(duì)應(yīng)于所述氣體混合物中的所述 至少一個(gè)個(gè)別氣體。