[發明專利]氣體濃度非線性測量方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202011643230.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112730307B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 劉進;王小虎;徐錦坤;吳麗明;張晶晶
• 申請（專利權）人: 安徽寶龍環保科技有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/17
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 晉圣智

本發明適用于計算機技術領域，尤其涉及一種氣體濃度非線性測量方法、裝置、計算機設備及存儲介質，所述方法包括：獲取空氣與標準濃度氣體的混合氣體相對于空氣的標準吸光度增長量；根據標準氣體濃度及其吸光度增長量以及氣體濃度與吸光度之間的希爾方程確定空氣中相應氣體濃度；獲取空氣與待測氣體的混合氣體相對于空氣的測量吸光度增長量；根據測量吸光度增長量、空氣中相應氣體濃度及希爾方程確定待測氣體濃度。本發明提供的方法，利用希爾方程擬合高濃度下氣體濃度與吸光度之間的非線性關系，并配合空氣與預設濃度的標準氣體的混合氣體相對于空氣的標準吸光度增長量求解出空氣中相應氣體的濃度，從而便于后續消除空氣中相應氣體濃度干擾。

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，尤其涉及一種氣體濃度非線性測量方法、裝置、計算機設備及存儲介質。

背景技術

采用光學遙感手段對大氣中的污染物進行遠程在線監測已廣泛應用到大氣環境監測領域，主要采用的技術包括非分散紅外技術(NDIR)、半導體激光調制技術(TDLAS)、差分吸收光譜技術(DOAS)、傅里葉變換紅外光譜技術(FTIR)等。NDIR技術作為常見的遙感技術之一，因其結構相對簡單、器件相對成熟且費用較低，使用最為普遍。NDIR技術主要是通過不同氣體在不同波段上具有的特征吸收作為基礎，結合紅外光源、帶通濾波片、紅外探測器等結構實現對不同氣體的定性或定量測量。

基于NDIR技術的開放式光路遙感測量時，大氣中原本存在的本底被測物(如CO₂)會對測量結果產生影響。如在連續測量固定源電廠煙羽排放或移動源機動車尾氣排放的CO₂濃度變化時，如果大氣本底CO₂濃度發生變化，會對煙羽或尾氣中瞬態變化的CO₂測量產生較大的影響。此外，當氣體吸收線很強，濃度較高的情況下會出現飽和吸收顯現，濃度與吸光度表現出非線性關系，導致開放式光路遙感測量的氣體濃度不夠準確。

可見，現有的開放式光路遙感測量方法無法避免大氣中本底存在的氣體對待測氣體濃度的干擾，且濃度較高時，測量的氣體濃度不夠準確。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種氣體濃度非線性測量方法，旨在解決現有的開放式光路遙感測量方法無法避免大氣中本底存在的氣體對待測氣體濃度的干擾，且濃度較高時，測量的氣體濃度不夠準確的技術問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種氣體濃度非線性測量方法，包括：

獲取空氣與預設濃度的標準氣體的混合氣體相對于空氣的標準吸光度增長量；

根據所述標準氣體的濃度、所述標準吸光度增長量以及氣體濃度與吸光度之間的希爾方程確定空氣中相應氣體的濃度；所述希爾方程是預先通過測量不同濃度的標準氣體的吸光度所確定的；

獲取空氣與待測氣體的混合氣體相對于空氣的測量吸光度增長量；

根據所述測量吸光度增長量、所述空氣中相應氣體的濃度以及所述希爾方程確定待測氣體的濃度。

本發明實施例的另一目的在于提供一種氣體濃度非線性測量裝置，包括：

標準吸光度增長量獲取單元，用于獲取空氣與預設濃度的標準氣體的混合氣體相對于空氣的標準吸光度增長量；

空氣相應氣體濃度確定單元，用于根據所述標準氣體的濃度、所述標準吸光度增長量以及氣體濃度與吸光度之間的希爾方程確定空氣中相應氣體的濃度；所述希爾方程是預先通過測量不同濃度的標準氣體的吸光度所確定的；

測量吸光度增長量獲取單元，用于獲取空氣與待測氣體的混合氣體相對于空氣的測量吸光度增長量；

待測氣體濃度確定單元，用于根據所述測量吸光度增長量、所述空氣中相應氣體的濃度以及所述希爾方程確定待測氣體的濃度。