CN101393115B - 在位式气体测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在位式气体测量方法，包括以下步骤：a、向光发射和/或光接收区域内通吹扫气体，吹扫气体中含有待测气体成分；b、光源发出测量光；c、测量光中包含的第一光束和第二光束在穿过待测气体之前或之后被分开；其中，第一光束穿过了吹扫气体、待测气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体、待测气体信息的第一信号；第二光束穿过了光发射区域内的吹扫气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体信息的第二信号；d、处理第一信号和第二信号，得到待测气体的参数。本发明还公开了一种用于实施上述方法的在位式测量装置。本发明具有结构简单、安装调试容易、成本低、测量精度高等优点，可广泛应用在冶金、化工、水泥、环保等领域中。

Description

在位式气体测量方法和装置

技术领域

本发明涉及气体分析，特别涉及在位式气体测量方法和装置。

背景技术

在冶金、化工、水泥、发电等领域中，广泛使用在位式气体测量装置分析过程管道内的气体浓度等参数，测得的气体参数对优化生产工艺、提高生产效率、节约能源气、减少污染物排放等都有重要意义。

如图1所示，一种常用的在位式气体测量装置，光发射单元14和光接收单元15设置在过程管道10的两侧，同时通过窗口片16、17隔离待测气体11；其中，光源2设置在光发射单元14内，探测器20设置在光接收单元15内。光源2发出的测量光束19被待测气体11吸收，通过分析单元30分析测量光束19的透过率，从而得到待测气体11的浓度等参数。

当所述测量装置所处环境内包含有待测气体11成分时，这些成分的气体会进入所述光发射单元14和光接收单元15内，吸收了部分测量光束19，从而影响了测量精度。如，在测量管道10内的氧气时，空气中的氧气成分会进入光发射单元14和光接收单元15中；在测量管道10内的一氧化碳时，外界环境中的一氧化碳成分也会进入所述光发射单元14和光接收单元15中。

另外，当待测气体11中的颗粒物较多时，颗粒物会粘附在所述窗口片16、17上，大大降低了测量光束19的透过率，甚至会使透光率为零，严重影响了测量精度，甚至使测量无法进行。

为了排除上述不利影响，该测量装置还配置了吹扫单元21，往所述光发射单元14和光接收单元15内充入吹扫气体22。或者向所述窗口片16、17邻近待测气体11的一侧充入吹扫气体22，从而使待测气体11中的颗粒物无法污染所述窗口片16、17，上述措施大大提高了测量精度，也提高了测量的可持续性。

通常使用的吹扫气体22的纯度较高，但往往还会含有微量的待测气体11成分，而这些待测气体11成分的存在降低了测量精度，尤其是在待测气体11 浓度低的情况下。

为了解决上述技术问题，通常做法是：在光发射单元内(内部本来就通有吹扫气体，或者本来没有通吹扫气体，但为了扣除窗口片一侧吹扫气体中的待测气体成分，才将吹扫气体通到光发射单元内，用来测量吹扫气体中的待测气体成分)设置待测气体传感器，测得吹扫气体中待测气体成分的浓度，通过扣除吹扫气体(包括光发射单元内、或光接收单元内、或窗口片临近待测气体一侧的吹扫气体)中待测气体成分对光的吸收，进而得到待测气体的浓度等参数。这种方法的不足之处主要为：

1、所述气体传感器的测量精度低，而且受气体压力、温度的影响较大。

2、受制于测量原理，气体传感器的响应时间长，不能实时测量。

3、稳定性差，所述气体传感器的性能随使用时间的增加而下降较快。

4、气体传感器寿命短，不断更换的传感器也提高了测量成本。

为了解决上述气体传感器带来的不足，公开号为US20060192967的美国专利披露了一种气体测量方法和装置，如图2所示。与常规测量装置不同的是：在此装置中，光源2设置在光发射单元14外，通过分束器5把测量光分为两束，第一光束19通过光纤6送入光发射单元14，第二光束26通过光纤8送入气体室9。从光接收单元15流出的吹扫气体22通入气体室9内，补偿探测器27接收穿过吹扫气体22的第二光束26，并把信号送分析单元30，进而测得吹扫气体22中待测气体11成分的浓度。通过扣除测量光束19在穿过吹扫气体22时的吸收，从而得到待测气体11的浓度。

美国专利公开的技术方案解决了吹扫气体对测量精度的影响，但还有如下不足：

1、结构复杂，光源2和分束器件5都要设置在光发射单元14外，还要配置较长的光纤6、8以及独立的气体室9，在现场应用中，光纤6、8还需要铠装。

2、光纤的接插、气体室9的检漏，光源2和分束器件5的分散设置，光源2的外置，这些都提高了安装调试和维护的难度。

3、成本较高，配置的光纤6、8以及气体室9都提高了测量装置的成本，而且光纤易损坏，需要更换。光纤的价格高，如在测量氧气时，需使用价格高 的单模光纤。

4、较长的光纤6、8会吸收少量的测量光；光纤的接插还会造成光的损耗，这些都会降低装置的测量精度，尤其是在待测气体浓度低或很低的工况中，如痕量气体测量。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种测量精度高的在位式气体测量方法，还提供了一种结构简单、安装调试容易、成本低、测量精度高的在位式气体测量装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种在位式气体测量方法，包括以下步骤：

a、向光发射和/或光接收区域内通吹扫气体，所述吹扫气体中含有待测气体成分；

b、光源发出测量光；

c、测量光中包含的第一光束和第二光束在穿过待测气体之前或之后被分开；

其中，所述第一光束穿过了吹扫气体、待测气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体、待测气体信息的第一信号；

所述第二光束穿过了光发射或光接收区域内的吹扫气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体信息的第二信号；

d、处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体的参数。

作为优选，所述第一光束和第二光束穿过吹扫气体的光程相同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含待测气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到待测气体的参数。

作为优选，所述第一光束和第二光束穿过吹扫气体的光程不相同，所述步骤d具体为：

d1、处理所述第二信号，得到所述吹扫气体的参数；

d2、处理所述吹扫气体的参数及第一信号或第二信号，得到待测气体的参 数。

在上述测量方法中，所述第二光束还穿过了待测气体，得到包含吹扫气体、待测气体信息的第二信号。

作为优选，所述第一光束和第二光束穿过待测气体的光程相同、穿过吹扫气体的光程不同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含吹扫气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到吹扫气体的参数；

d3、处理所述吹扫气体的参数及第一信号或第二信号，得到待测气体的参数。

作为优选，所述第一光束和第二光束穿过待测气体的光程不同、穿过吹扫气体的光程相同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含待测气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到待测气体的参数。

为了实施上述方法，本发明还提出了这样的在位式气体测量装置，包括光源、分束器件、第一和第二探测器、分析单元、向光源和/或第一探测器所处区域供应吹扫气体的吹扫单元；位置关系为：所述分束器件设置在所述光源或第一探测器所处区域内，测量光在所述分束器件上被分为第一光束和第二光束，所述第二探测器设置在所述第二光束的行进路线上。

作为优选，所述分束器件和第二探测器设置在光源或第一探测器所处区域内。

作为优选，所述分束器件和第二探测器分别设置在光源和第一探测器所处区域内。

作为优选，所述分束器件和第二探测器分别设置在第一探测器和光源所处区域内。

作为优选，所述分束器件是会聚透镜或玻片。

本发明总的技术构思是：在光发射和/或光接收区域内通吹扫气体(含有待测气体成分)，光源发出的测量光在穿过待测气体之前或之后分为第一光束和第二光束；其中，第一光束穿过了吹扫气体和待测气体，经吸收后得到包含吹扫 气体、待测气体信息的第一信号；第二光束穿过了光发射区域内的吹扫气体(还可以再穿过待测气体)，经吸收后得到包含吹扫气体信息的第二信号；利用第一光束、第二光束穿过吹扫气体、待测气体光程的不同，处理所述第一信号和第二信号，从而得到待测气体的参数，如浓度。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

1、结构简单，无需配置较长的铠装光纤以及独立的气体室，只是在光源或第一探测器所处区域内设置分束器件，而分束器件可以是原有的会聚透镜或玻片。

2、利用现有常规测量装置中的器件作为分束器件，无需安装和维护光纤、气体室，光源的内置，这些都降低了安装调试和维护的难度。

3、成本较低，省去了需配置的铠装光纤以及气体室，也无需更换光纤。

4、不存在光纤的接插，也没有使用较长的铠装光纤，这些都降低了测量光的损耗，进而提高了测量精度。

附图说明

图1是一种现有的气体测量装置的结构示意图；

图2是美国专利公开的气体测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例1中在位式气体测量装置的结构示意图；

图4是本发明实施例2中在位式气体测量装置的结构示意图；

图5是本发明实施例4中在位式气体测量装置的结构示意图；

图6是本发明实施例5中在位式气体测量装置的结构示意图；

图7是本发明实施例6中在位式气体测量装置的结构示意图；

图8是本发明实施例7中在位式气体测量装置的结构示意图；

图9是本发明的另一种在位式气体测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详尽描述。

实施例1：

如图3所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10内待测气体11中的氧气浓度。所述测量装置包括激光器及驱动电路2、分束器件、第一探 测器20、第二探测器27、分析单元30和吹扫单元21。测量通道上设有窗口片16、17，用于隔离待测气体11。

吹扫单元21向激光器及驱动电路2所处区域14通入吹扫气体22，然后通过管路流入第一探测器20所处区域15内，最后排出。吹扫单元21还向窗口片16、17邻近待测气体11的一侧通吹扫气体22，避免了待测气体11中的颗粒物污染所述窗口片16、17。吹扫气体22是氮气，包含了微量的氧气。

所述分束器件是倾斜设置的窗口片16，安装在激光器及驱动电路2所处区域14内。激光器2发出的激光束穿过吹扫气体22，之后被分束器件分为透射的第一光束19和反射的第二光束26。

第一光束19穿过待测气体11和吹扫气体22后由第一探测器20接收，通过铠装电缆线与分析单元30相连。第二光束26再次穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体22，由安装在区域14内的第二探测器27接收，第二探测器27位于第二光束26穿过吹扫气体22的行进路线上，通过铠装电缆线与分析单元30相连。

第一光束19和第二光束26穿过的吹扫气体22的光程不同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内待测气体11中的氧气，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路2所处区域14和第一探测器20所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的氧气；

b、激光器2发出测量光，通过控制激光器2的工作电流和工作温度使测量光束的频率扫描经过氧气的目标吸收谱线；

c、测量光穿过吹扫气体22，之后被分束器件分为第一光束19和第二光束26；

所述第一光束19穿过分束器件两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

所述第二光束26穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体22， 经吸收后被第二探测器27接收，得到包含吹扫气体22信息的第二信号；

所述第一光束19和第二光束26穿过吹扫气体22的光程不同；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、利用吸收光谱技术分析所述第二信号，得到吹扫气体22中的氧气浓度；

d2、利用吸收光谱技术，依据吹扫气体22中氧气的浓度、第一光束19穿过吹扫气体22的光程并处理第一信号，从而得到待测气体11中氧气的浓度。

实施例2：

如图4所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10内待测气体11中的氧气浓度，与实施例1不同的是：

1、激光器及驱动电路2离窗口片16的距离很小；第一探测器20离窗口片17的距离也较近。外界的空气即使进入所述区域14、15内，但由于区域14、15内的光程很小，吸收很小，对测量结果的影响可以忽略不计。

2、吹扫单元21还向窗口片16、17邻近待测气体11的一侧通吹扫气体22，避免了待测气体11中的颗粒物污染所述窗口片16、17。

为了扣除吹扫气体22中氧气对测量的影响，吹扫单元21还向所述区域14(当然也可以是区域15)内通吹扫气体22，之后排出，在区域14内测得吹扫气体22中的氧气浓度。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内待测气体11中的氧气，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路2所处区域14内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的氧气；

b、激光器2发出测量光，通过控制激光器2的工作电流和工作温度使测量光束的频率扫描经过氧气的目标吸收谱线；

c、测量光穿过吹扫气体22，之后被分束器件分为第一光束19和第二光束26；

所述第一光束19穿过分束器件一侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17一侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫气 体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

所述第二光束26穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体22，经吸收后被第二探测器27接收，得到包含吹扫气体22信息的第二信号；

所述第一光束19和第二光束26穿过吹扫气体22的光程不同；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、利用吸收光谱技术分析所述第二信号，得到吹扫气体22中的氧气浓度；

d2、利用吸收光谱技术，依据吹扫气体22中氧气的浓度、第一光束19穿过吹扫气体22的光程并处理第一信号，从而得到待测气体11中氧气的浓度。

实施例3：

一种在位式气体测量装置，与实施例1不同的是：第一光束19和第二光束26穿过吹扫气体22的光程相同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内的氧气，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路2所处区域14和第一探测器20所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22使用氮气，包含有微量的氧气；

b、激光器2发出测量光，测量光频率扫过氧气的吸收谱线；

c、测量光穿过吹扫气体22，之后被分束器件分为第一光束19和第二光束26；

所述第一光束19穿过窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

所述第二光束26穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体，经吸收后被第二探测器27接收，得到包含吹扫气体22信息的第二信号；

所述第一光束19和第二光束26穿过吹扫气体22的光程相同；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数， 具体包括以下步骤：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含待测气体11信息的差异信号；

d2、利用吸收光谱技术和锁相放大技术处理所述差异信号，从而得到待测气体11中氧气的浓度。

实施例4：

如图5所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10中水蒸汽的浓度。与实施例1不同的是：分束器件3也即会聚透镜和第二探测器27安装在第一探测器20所处区域15内。

激光器2发出的测量光在穿过吹扫气体22、待测气体11后被所述分束器件3分为透射的第一光束19和反射的第二光束26，第二探测器27安装在第二光束26穿过吹扫气体22的行进路线上。

第一光束19和第二光束26穿过待测气体11的光程相同，穿过吹扫气体22的光程不同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内的水蒸汽，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路2所处区域14和第一探测器20所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的水蒸汽；

b、激光器2发出测量光，测量光的频率扫过水蒸汽的吸收谱线；

c、测量光穿过窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被分束器件3分为第一光束19和第二光束26；

所述第一光束19穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的水蒸汽吸收；

所述第二光束26穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22(包括激光器及驱动电路所处区域内的吹扫气体)、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第二探测器27接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第二信号；第二光束26在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的水蒸汽吸收；

所述第二光束26穿过吹扫气体22的光程相比第一光束19要大；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、比较所述第二信号和第一信号，得到包含吹扫气体22信息的差异信号；

d2、利用吸收光谱技术和锁相放大技术处理所述差异信号，从而得到吹扫气体22中水蒸汽的浓度；

d3、利用吸收光谱技术，依据吹扫气体22中水蒸汽的浓度、第一光束19穿过吹扫气体22的光程并处理第二信号，从而得到待测气体11中水蒸汽的浓度。

实施例5：

如图6所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10中氧气的浓度。与实施例1不同的是：分束器件4是光学平板，而第二探测器27安装在第一探测器20所处区域15内。

激光器2发出的测量光穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体22，之后被所述光学平板4分为透射的第一光束19和反射的第二光束26，穿过待测气体11的第一光束19和第二光束26分别被第一探测器20和第二探测器27接收。

第一光束19和第二光束26穿过的待测气体11的光程相同，但穿过的吹扫气体22的光程不同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内的氧气，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路所处区域14和第一探测器所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的氧气；

b、激光器2发出测量光，测量光的频率扫过氧气的吸收谱线；

c、测量光穿过吹扫气体22，之后被光学平板4分为透射的第一光束19和反射的第二光束26；

所述第一光束19穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫 气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

所述第二光束26穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22(包括激光器及驱动电路所处区域内的吹扫气体)、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第二探测器27接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第二信号；第二光束26在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

第一光束19和第二光束26穿过待测气体11的光程相同，但所述第二光束26穿过吹扫气体22的光程相比第一光束19要大；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、比较所述第二信号和第一信号，得到包含吹扫气体22信息的差异信号；

d2、利用吸收光谱技术和锁相放大技术处理所述差异信号，从而得到吹扫气体22中氧气的浓度；

d3、利用吸收光谱技术，依据吹扫气体22中氧气的浓度、第一光束19穿过吹扫气体22的光程并处理第一信号，从而得到待测气体11中氧气的浓度。

实施例6：

如图7所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10中水蒸汽的浓度。与实施例5不同的是：第一光束19和第二光束26穿过待测气体11的光程不同，而穿过吹扫气体22的光程相同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内的水蒸汽，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路所处区域14和第一探测器所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的水蒸汽；

b、激光器2发出测量光，测量光的频率扫过水蒸汽的吸收谱线；

c、测量光穿过吹扫气体22，之后被光学平板4分为透射的第一光束19和反射的第二光束26；

所述第一光束19穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫 气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的水蒸汽吸收；

所述第二光束26穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22(包括激光器及驱动电路所处区域内的吹扫气体)、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被第二探测器27接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第二信号；第二光束26在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的水蒸汽吸收；

第一光束19和第二光束26穿过待测气体11的光程相同，但所述第二光束26穿过吹扫气体22的光程相比第一光束19要大；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、比较所述第二信号和第一信号，得到包含待测气体11信息的差异信号；

d2、利用吸收光谱技术和锁相放大技术处理所述差异信号，从而得到待测气体11中水蒸汽的浓度。

实施例7：

如图8所示，一种在位式气体测量装置，用于测量过程管道10中氧气的浓度。与实施例1不同的是：

1、第一探测器20、第二探测器27安装在激光器及驱动电路2所处区域14内；

2、测量装置还包括光反射器件25，光反射器件25和激光器及驱动电路2安装在过程管道10的两侧。

激光器2发出的测量光穿过吹扫气体22后被分束器件3分为第一光束19和第二光束26，第二探测器27设置在第二光束26穿过吹扫气体22的行进路线上。穿过待测气体11的第一光束19被光反射器件5反射后，再次穿过待测气体11、吹扫气体22后被第一探测器20接收。

第一光束19和第二光束26穿过的吹扫气体22的光程不同。

本实施例还揭示了一种在位式气体测量方法，用于测量管道10内的氧气，所述方法包括以下步骤：

a、向激光器及驱动电路所处区域14和第一探测器20所处区域15内通吹扫气体22，吹扫气体22是氮气，包含有微量的氧气；

b、激光器2发出测量光，测量光的频率扫过氧气的吸收谱线；

c、测量光被分束器件3分为第一光束19和第二光束26；

所述第一光束19穿过了窗口片16两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片17两侧的吹扫气体22后被所述光反射器件5反射，之后穿过窗口片17两侧的吹扫气体22、待测气体11、窗口片16两侧的吹扫气体22，最后被第一探测器20接收，得到包含待测气体11、吹扫气体22信息的第一信号；第一光束19在穿过吹扫气体22、待测气体11时被其中的氧气吸收；

所述第二光束26穿过激光器及驱动电路2所处区域14内的吹扫气体22，经其中的氧气吸收后被第二探测器27接收，得到包含吹扫气体22信息的第二信号；

所述第一光束19穿过吹扫气体22的光程相比第二光束26要大；

d、分析单元30处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体11的参数，具体包括以下步骤：

d1、利用吸收光谱技术处理所述第二信号，得到吹扫气体22中的氧气浓度；

d2、利用吸收光谱技术，依据吹扫气体22中氧气的浓度、第一光束19穿过吹扫气体22的光程并处理第一信号，从而得到待测气体11中氧气的浓度。

关于上述实施例的附加说明：

1、当待测气体11中的颗粒物很少或没有时，窗口片16、17上面干净，无需使用吹扫气体22吹扫窗口片16、17邻近待测气体11的一侧。

2、同时，窗口片16、17向管道11的中心方向移动，使窗口片16、17间充满流动的待测气体11，而不是死气，提高了测量光程的准确性。

需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。如，分束器件还可安装在第一探测器所处区域内，而第二探测器安装在光源所处区域内，如图9所示。本发明的关键是，分束器件安装在光源或第一探测器所处区域内，测量光被分束器件分为穿过待测气体、吹扫气体的第一光束和至少穿过吹扫气体的第二光束，通过接收第一光束和第二光束，经分析后得到待测气体参数。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的改变均应 落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在位式气体测量方法，包括以下步骤：

a、向光发射和/或光接收区域内通吹扫气体，所述吹扫气体中含有待测气体成分；

b、光源发出测量光；

c、测量光中包含的第一光束和第二光束在穿过待测气体之前或之后被分开；

其中，所述第一光束穿过了吹扫气体、待测气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体、待测气体信息的第一信号；

所述第二光束穿过了光发射或光接收区域内的吹扫气体，经吸收后被接收，得到包含吹扫气体信息的第二信号；

d、处理所述第一信号和第二信号，得到待测气体的浓度。

2.根据权利要求1所述的气体测量方法，其特征在于：所述第一光束和第二光束穿过吹扫气体的光程相同，穿过待测气体的光程不同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含待测气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到待测气体的浓度。

3.根据权利要求1所述的气体测量方法，其特征在于：所述第一光束和第二光束穿过吹扫气体的光程不同，第二光束未穿过待测气体，所述步骤d具体为：

d1、处理所述第二信号，得到所述吹扫气体中待测气体成分的浓度；

d2、处理所述吹扫气体中待测气体成分的浓度及第一信号，得到待测气体的浓度。

4.根据权利要求1所述的气体测量方法，其特征在于：所述第二光束还穿过了待测气体，得到包含吹扫气体、待测气体信息的第二信号。

5.根据权利要求4所述的气体测量方法，其特征在于：所述第一光束和第二光束穿过待测气体的光程相同、穿过吹扫气体的光程不同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含吹扫气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到吹扫气体中待测气体成分的浓度；

d3、处理所述吹扫气体中待测气体成分的浓度及第一信号或第二信号，得到待测气体的浓度。

6.根据权利要求4所述的气体测量方法，其特征在于：所述第一光束和第二光束穿过待测气体的光程不同、穿过吹扫气体的光程相同，所述步骤d具体为：

d1、比较所述第一信号和第二信号，得到包含待测气体信息的差异信号；

d2、处理所述差异信号，得到待测气体的浓度。

7.一种在位式气体测量装置，其特征在于：所述测量装置包括：

光源；

第一探测器；

分束器件，设置在所述光源或第一探测器所处区域内；

第二探测器，设置在所述光源或第一探测器所处区域内；

吹扫单元，用于向光源和/或第一探测器所处区域供应吹扫气体，吹扫气体中含有待测气体成分；

所述光源发出测量光，测量光中包含的第一光束和第二光束在所述分束器件上被分开：第一光束穿过吹扫气体、被测环境中待测气体后被第一探测器接收，得到包含吹扫气体中待测气体成分、被测环境中待测气体信息的第一信号；第二光束穿过吹扫气体、被测环境中待测气体后被第二探测器接收，得到包含吹扫气体中待测气体成分、被测环境中待测气体信息的第二信号；或者，第二光束穿过吹扫气体后被第二探测器接收，得到仅包含吹扫气体中待测气体成分信息的第二信号；

分析单元，用于处理所述第一信号和第二信号，从而得到被测环境内待测气体的浓度。

8.根据权利要求7所述的气体测量装置，其特征在于：所述分束器件设置在光源所处区域内，所述第二探测器设置在第一探测器所处区域内。

9.根据权利要求7所述的气体测量装置，其特征在于：所述分束器件设置在第一探测器所处区域内，所述第二探测器设置在光源所处区域内。

10.根据权利要求7至9任一所述的气体测量装置，其特征在于：所述分束器件是会聚透镜或玻片。

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