[發明專利]太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法

有效

• 申請號: 201711440920.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108088811B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 陳麟;廖登高;許恩豪;楊涵;朱亦鳴;臧小飛;謝靜雅;程慶慶;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供了一種太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟一，用太赫茲波對多種單一氣體分別檢測獲得每種氣體的吸收光譜，根據第一預定規則設定每種單一氣體的特征峰信息，將所有特征峰信息存儲為特征峰信息庫；步驟二，用太赫茲波對待測氣體進行檢測得到吸收光譜，對該吸收光譜進行歸一化處理得到其歸一化吸收光譜；步驟三，將歸一化吸收光譜與特征峰信息庫進行對比判定待測氣體中含有的氣體名稱；步驟四，根據判定的氣體名稱，按照第二預定規則從特征峰信息庫選出每種判定氣體的一個特定特征峰片段，從歸一化吸收光譜選出同頻段的一個目標吸收峰片段，通過兩個峰片段的峰?谷高度計算判定氣體的濃度。

技術領域

本發明涉及一種混合氣體定量檢測方法，具體涉及一種太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法。

背景技術

現有技術中，檢測混合氣體中各組分濃度的方法有兩種，一是通過氣相色譜法檢測，二是通過激光光譜法進行檢測。而氣相色譜法需要大量的樣本，以及巨大的痕量分析，并且需要校準，操作起來也比較繁瑣。激光光譜法雖然有良好的靈敏度，但其受多普勒展寬效應的影響，使得其可檢測的物質范圍很窄。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法。

本發明提供了一種太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟一，用太赫茲波對多種單一氣體分別檢測獲得每種單一氣體的吸收光譜，根據第一預定規則設定每種單一氣體的特征峰信息，將所有單一氣體的特征峰信息存儲為特征峰信息庫；步驟二，用太赫茲波對待測氣體進行檢測得到待測氣體的吸收光譜，對該吸收光譜進行歸一化處理得到其歸一化吸收光譜；步驟三，將歸一化吸收光譜與特征峰信息庫進行對比判定待測氣體中含有的氣體名稱；步驟四，根據判定的氣體名稱，按照第二預定規則從特征峰信息庫選出每種判定氣體的一個特定特征峰片段，從歸一化吸收光譜選出與特定特征峰片段同頻段的一個目標吸收峰片段，通過特定特征峰片段的峰-谷高度以及目標吸收峰片段的峰-谷高度來計算每種判定氣體在待測氣體中的濃度。

在本發明提供的太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟四中每種判定氣體在待測氣體中的濃度的計算公式為

其中，C是判定氣體在待測氣體中的濃度，P₀是盛裝待測氣體的容器內的壓強，I/I₀是判定氣體的吸收強度與其對應的單一氣體的吸收強度之比，并且該比值等于目標吸收峰片段與特定特征峰片段的峰-谷高度之比，V_c是盛裝待測氣體的容器的容積，V_b是待測氣體的總體積，T_b是待測氣體的熱力學溫度，T_c是盛裝待測氣體的容器的的熱力學溫度，P_atm是大氣壓強。

在本發明提供的太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，太赫茲波的頻段為210GHz～270GHz。

在本發明提供的太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，檢測的檢測壓強為10mTorr。

在本發明提供的太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，第一預定規則為：當吸收光譜的吸收峰片段的頻帶展寬為5MHz時，設定該吸收峰片段為特征峰信息，每種單一氣體的特征峰信息包括5個吸收峰片段。

在本發明提供的太赫茲波測定混合氣體中各組分濃度的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟一中還包括，對吸收光譜使用擬合法處理，得到其相應的二階導數光譜，根據第一預定規則設定每種單一氣體的特征峰信息，在步驟二中還包括，對歸一化吸收光譜使用擬合法進行處理，得到其相應的歸一化二階導數光譜。