CN101470073B - 一种气体浓度测量方法及装置 - Google Patents
一种气体浓度测量方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101470073B CN101470073B CN 200710125462 CN200710125462A CN101470073B CN 101470073 B CN101470073 B CN 101470073B CN 200710125462 CN200710125462 CN 200710125462 CN 200710125462 A CN200710125462 A CN 200710125462A CN 101470073 B CN101470073 B CN 101470073B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- initial concentration
- penalty coefficient
- gas
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种气体浓度测量方法及装置,该方法为:获取被测气体的初始浓度;获取被测气体本身的压强;根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数;根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度。该装置包括用于采集被测气体在特定红外光照射下的吸收信号的探头组件、压力传感器和处理单元,所述压力传感器与处理单元相连,所述压力传感器用于采集被测气体本身的压强并输出至处理单元;所述探头组件也与处理单元相连,所述处理单元用于根据探头组件输出的信号获取被测气体的初始浓度,并根据所述初始浓度及所述压强对所述初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度。本发明测量结果准确,适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体浓度测量方法,本发明还涉及一种气体浓度测量装置。
背景技术
目前,医疗设备领域的气体浓度测量装置的测量原理多基于非色散红外光谱分析技术(Non-Dispersive Infrared Technology,简称NDIR),即根据被测气体对某一波段红外光的吸收特性,选择特定波段红外光通过被测气体样本,红外光的衰减量与被测气体浓度之间的关系近似符合比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律。气体的红外吸收谱由大量非常尖锐、狭窄频段的吸收带组成,这些吸收带是振动-转动能级之间迁移的结果。当环境压强增加或减少,气体吸收谱的带宽也会增加或减少(即压强展宽效应),这会导致不同海拔下的气体浓度测量装置的测量结果产生偏差。以CO2气体为例,可以说明压强展宽效应会对不同浓度的被测气体带来非线性效应。如图1所示的归一化图以在750mmHg压强下的测量值作为归一化值,图中横坐标为CO2气体的压强,单位为mmHg;纵坐标为如果不进行补偿时的测量值与在750mmHg时的测量值的比值。在图1中有浓度为2%、6%和10%的气体的归一化曲线,从中可以看到在相同的压强下,不同浓度的CO2气体受压强影响的程度不同,且为非线性。压强对其它气体如N2O、麻醉气体有类似的影响。
为提高测量的准确性,现有的气体浓度测量方法通过补偿算法消除环境压强对测量的影响。所述补偿算法为:采用线性补偿或函数补偿的方式,在不同海拔下对被测气体的浓度补偿一个只与环境压强相关的系数,该补偿系数由先验公式确定。该方法的不足之处在于:仅根据环境压强对测量结果进行补偿,并未考虑压强展宽效应对不同浓度气体所引入的非线性效应;这会导致在不同浓度下的补偿效果有所差异,降低了测量结果的准确性。另外,采用先验公式确定补偿系数,不能适用于所有情况(因为在高海拔和低海拔的情况下会存在差异),测量结果会因环境压强的影响而带来误差,降低了气体浓度测量装置的适用范围。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题就是为了克服以上的不足,提出了一种气体浓度测量方法,使测量的结果更准确。
本发明所要解决的第二个技术问题就是为了克服以上的不足,提出了一种气体浓度测量装置,使测量的结果更准确。
本发明的第一个技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种气体浓度测量方法,包括如下步骤:
使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号;
将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号;
根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根
据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度C;
获取被测气体本身的压强P;
根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数f(C,P),所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数;
根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度,C实际=C*f(C,P)。
所述步骤B通过如下方法实现:由压力传感器采集气体浓度测量装置气室内的实时压强或者由压力传感器采集当前环境的实时压强。
所述补偿系数表通过如下方法获取:E1、选定一已知浓度的气体,在标准压强下,测量该浓度气体的比例系数值,将该比例系数值设置为标准比例系数值;E2、以一定的压强间隔分别测量所述已知浓度气体在不同压强下的比例系数值;E3、将标准比例系数值分别除以不同压强下的比例系数值得到所述浓度气体在不同压强时的补偿系数值;E4、重复以上步骤,得到气体在其他浓度下、不同压强时的补偿系数值。
本发明的第二个技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种气体浓度测量装置,包括:初始浓度获取单元,用于获取被测气体的初始浓度Cn,所述初始浓度获取单元包括:光信号获取模块,用于使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号;光电转换模块,用于将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号;初始浓度计算模块,用于根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度;压力传感器,用于获取被测气体本身的压强P;补偿系数获取单元,用于根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数f(Cn,P),所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数;实际浓度获取单元,用于根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度C实际=C*f(C,P)。
本发明的第二个技术问题还可通过以下的技术方案予以解决:一种气体浓度测量装置,包括用于采集被测气体在特定红外光照射下的吸收信号的探头组件;还包括压力传感器和处理单元,所述压力传感器与处理单元相连,所述压力传感器用于采集被测气体本身的压强并输出至处理单元;所述探头组件也与处理单元相连,所述处理单元用于根据探头组件输出的信号获取被测气体的初始浓度,所述初始浓度通过以下方法获得:使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号,将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号,根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度;所述处理单元(20)根据所述初始浓度及所述压强对所述初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度,被测气体的实际浓度为:C实际=C*f(C,P),其中,C实际为被测气体的实际浓度,C为被测气体的初始浓度,f(C,P)为补偿系数,所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数。
优选地,所述探头组件包括滤光片轮、用于驱动滤光片轮旋转的电动机、和在光路上依次设置的红外光源、至少两个红外滤光片、气室和红外传感器;所述至少两个红外滤光片位于滤光片轮上;所述处理单元包括第一信号放大处理模块、第二信号放大处理模块、模拟/数字转换模块和计算模块;所述第一信号放大处理模块连接在所述红外传感器与模拟/数字转换模块之间,所述第二信号放大处理模块连接在所述压力传感器与模拟/数字转换模块之间,所述计算模块与所述模拟/数字转换模块相连,所述计算模块用于根据模拟/数字转换模块输出的信号计算出被测气体的实际浓度。
所述计算模块包括存储器,所述存储器用于存储补偿系数表,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数。
本发明与现有技术对比的有益效果是:本发明的气体浓度测量方法依靠初始浓度及当前实时压强获取当前补偿系数,并根据当前补偿系数对被测气体的初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度。通过结合当前被测气体初始浓度及实时压强两个因素对浓度进行实时修正,消除了环境压强对测量结果的影响,使测量结果更准确。本发明的方法可以在各种环境下使用,适用范围广。
本发明的方法中,补偿系数通过查询补偿系数表获取,无需通过繁琐的公式获取,使本发明的方法使用起来更方便。
本发明的气体浓度测量装置,包括压力传感器和处理单元,处理单元根据初始浓度及实时压强两个因素对浓度进行实时修正,以得到被测气体的实际浓度。本发明的气体浓度测量装置消除了环境压强对测量结果的影响,使测量结果更准确。本发明的装置可以在各种环境下使用,适用范围广。
附图说明
图1是压强对不同浓度CO2气体测量影响的归一化示意图;
图2是本发明具体实施方式的气体浓度测量装置的结构示意图;
图3是本发明具体实施方式的气体浓度测量方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图2所示,为本发明一种气体浓度测量装置的一较佳实施例的结构示意图,包括用于采集被测气体在特定红外光照射下的吸收信号的探头组件30、压力传感器8和处理单元20。所述压力传感器与处理单元20相连,所述压力传感器8用于采集被测气体本身的压强并输出至处理单元20;所述探头组件30也与处理单元20相连,所述处理单元20用于根据探头组件30输出的信号获取被测气体的初始浓度,并根据所述初始浓度及所述压强对所述初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度。经补偿后得到被测气体的实际浓度不受环境压强影响。
所述探头组件30包括滤光片轮3、用于驱动滤光片轮3旋转的电动机2、和在光路上依次设置的红外光源1、至少两个红外滤光片4、气室5和红外传感器6;所述至少两个红外滤光片4位于滤光片轮3上,滤光片轮3上放置红外滤光片4的位置设有开口,以供红外光通过。被测量的气体可以通过进气口16进入气室5内。各个红外滤光片4分别可透射不同的特定波段的红外光,其中一个红外滤光片4被用作参考通道,其余的红外滤光片4被用作测量通道。所述压力传感器8连接在所述气室5和处理单元20之间,压力传感器8用于采集气室5内的被测气体的实时压强并输出至处理单元20。上述气体浓度测量装置为旁流式,所述气体浓度测量装置还包括气泵12,所述气泵12用于将气室5内检测完毕的气体抽出并从排气口17排出。但这会导致气室5内的压强相对于环境压强存在一定程度的压降。故本具体实施方式中采用气室压强作为补偿的输入之一,就可以综合考虑气室内压降和环境压强对测量的影响。
所述处理单元20包括第一信号放大处理模块7、第二信号放大处理模块9、模拟/数字(A/D)转换模块10和计算模块11,所述第一信号放大处理模块7连接在所述红外传感器6与模拟/数字转换模块10之间,所述第二信号放大处理模块9连接在所述压力传感器8与模拟/数字转换模块10之间,所述计算模块11与所述模拟/数字转换模块10相连。所述第一信号放大处理模块7用于对红外传感器6输出的第一模拟信号进行放大,所述第二信号放大处理模块9用于对压力传感器8输出的第二模拟信号进行放大,所述A/D转换模块10用于将第一模拟信号和第二模拟信号转换为第一数字信号和第二数字信号,所述计算模块11对第一数字信号处理得出被测气体的初始浓度,并根据初始浓度和与气室5内实时压强相对应的第二数字信号对初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度。
所述计算模块11包括存储器13,所述存储器13用于存储补偿系数表,所述补偿系数表以被测气体初始浓度和气室压强为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数。由于可以直接根据预存的补偿系数表查询出当前的补偿系数,本发明的气体浓度测量装置使用起来比较方便。
所述计算模块11可以包括单片机或可编程逻辑器件(如:FPGA、CPLD等)。当单片机、可编程逻辑器件的内部有存储单元,并且所述存储单元的容量足够大时,就可以将所述存储单元作为存储器13。当单片机、可编程逻辑器件的内部没有存储单元或其内的存储单元的容量不够大时,就可以另设存储器13,此时的存储器13可以选用闪存(flash)。
本发明的气体浓度测量装置可以用于对医用气体(如:CO2、N2O及麻醉气体)进行检测。考虑到CO2、N2O及麻醉气体各有不同特征吸收波段,本发明的各个红外滤光片4可选用不同波段带通滤光片实现。如:测量CO2浓度时就可选用特征吸收波段以4.26um为中心的带通滤光片作为测量通道,特征吸收波段以3.7um为中心的带通滤光片为参考通道。
上述气体浓度测量装置的工作过程如下:使电动机2带动滤光片轮3以一定速率旋转,红外光源1发出的红外光经至少两个红外滤光片4后,成为光脉冲,该光脉冲穿过气室5,经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号。红外传感器6将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号。该参考通道电信号和测量通道电信号经第一信号放大处理模块7放大、再经A/D转换模块10转换成第一数字信号,由计算模块11对第一数字信号进行处理得到被测气体的初始浓度。所述压力传感器8采集气室5内实时压强并转换成相应的第二模拟信号输出给第二信号放大处理模块9,所述第二信号放大处理模块9对第二模拟信号进行放大,所述A/D转换模块10将放大后的第二模拟信号转换为第二数字信号。计算模块11结合与当前气室压强相对应的第二数字信号和初始浓度得到当前的补偿系数,采用此补偿系数对被测气体的初始浓度进行补偿后得到实际浓度。本发明的气体浓度测量装置消除了环境压强对测量结果的影响,得到精确的、不受环境压强影响的气体浓度,提高了气体浓度测量装置在不同海拔的测量精度及适用范围。
上述探头组件采用机械调制,显然探头组件也可采用电调制。电调制的探头组件无需滤光片轮3和电动机2,因为电调制的探头组件已是公开技术,所以本发明不再对其赘述。上述气体浓度测量装置为旁流式,显然本发明也适用于主流式(mainstream)气体浓度测量装置上。主流式气体浓度测量装置无需气泵12,故不需考虑抽气所导致的气室内压降,压力传感器直接采集当前环境的压强(与被测气体本身的压强几乎相同)即可。
如图3所示,一种气体浓度测量方法,包括如下步骤:
第一步:获取被测气体的初始浓度Cn。
获取被测气体的初始浓度的方法具体如下:
1、使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号。
2、将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号(可以为电压信号或电流信号)和测量通道电信号。
3、根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值Rn=ADn/ADr n=1,2,3…(其中,Rn为比例系数值,ADn为第n测量通道的测量通道电信号,ADr为参考通道电信号)。比例系数值Rn只与气室内被测的气体浓度和被测气体所受的压强有关,与光源强度、温度漂移等因素无关。根据Rn可以查出被测气体的初始浓度Cn。通过将测量通道电信号参考通道电信号相除得到比例系数值,进而获取被测气体的初始浓度,可以消除红外光源发光效率、光路通光效率及温度漂移等因素对测量结果的影响。为了方便处理,上述步骤2和3之间还可进行如下操作:将参考通道电信号和测量通道电信号进行放大和A/D转换。
第二步:获取被测气体本身的压强P。当采用图2所示的旁流式气体测量装置实现本方法时,可以由压力传感器8采集气室内实时压强。当主流式气体测量装置实现本方法时,可以由压力传感器8采集当前环境压强。
第三步:根据所述初始浓度及气体当前的压强P,获取当前补偿系数f(Cn,P)。考虑到实际应用中,补偿系数f(Cn,P)难以采用简单的函数表述,直接采用公式运算存在一定的难度。本发明当前补偿系数f(Cn,P)可以直接通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以被测气体初始浓度和气体当前的压强P为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数。所述补偿系数表可以预先制成并存在存储器内。
所述补偿系数表通过如下方法获取:1、选定一已知浓度的气体,在标准气室压强(如可以750mmHg为标准压强)下,测量该浓度气体的比例系数值,将该比例系数值设置为标准比例系数值。2、以一定的压强间隔分别测量所述已知浓度气体在不同压强下的比例系数值。3、将标准比例系数值分别除以不同压强下的比例系数值得到所述浓度气体在不同压强时的补偿系数值。4、重复以上步骤,得到气体在其他浓度下、不同压强时的补偿系数值。
下面以一个实例对获取补偿系数表的方法做进一步说明:
测量浓度为1%的气体,在750mmHg压强下的比例系数值,将该比例系数值设置为浓度为1%的气体的标准比例系数值R1s。
测出浓度为1%的气体在700mmHg压强下的比例系数值R11、在650mmHg压强下的比例系数值R12、在600mmHg压强下的比例系数值R13、在550mmHg压强下的比例系数值R14、在500mmHg压强下的比例系数值R15、在450mmHg压强下的比例系数值R16、在400mmHg压强下的比例系数值R17。
将R1s分别除以R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17,得到浓度为1%的气体在700mmHg压强下的补偿系数值R1s/R11,在650mmHg压强下的补偿系数值R1s/R12,在600mmHg压强下的补偿系数值R1s/R13,在550mmHg压强下的补偿系数值R1s/R14,在500mmHg压强下的补偿系数值R1s/R15,在450mmHg压强下的补偿系数值R1s/R16,在400mmHg压强下的补偿系数值R1s/R17。
再按照上述步骤得到浓度为2%的气体在700mmHg、650mmHg、600mmHg、550mmHg、500mmHg、450mmHg和400mmHg压强下的补偿系数值R2s/R21、R2s/R22、R2s/R23、R2s/R24、R2s/R25、R2s/R26、R2s/R27;浓度为3%的气体在700mmHg、650mmHg、600mmHg、550mmHg、500mmHg、450mmHg和400mmHg压强下的补偿系数值R3s/R31、R3s/R32、R3s/R33、R3s/R34、R3s/R35、R3s/R36、R3s/R37;......;浓度为9%的气体在700mmHg、650mmHg、600mmHg、550mmHg、500mmHg、450mmHg和400mmHg压强下的补偿系数值R9s/R91、R9s/R92、R9s/R93、R9s/R94、R9s/R95、R9s/R96、R9s/R97;浓度为10%的气体在700mmHg、650mmHg、600mmHg、550mmHg、500mmHg、450mmHg和400mmHg压强下的补偿系数值R10s/R101、R10s/R102、R10s/R103、R10s/R104、R10s/R105、R10s/R106、R10s/R107。
这样就可以得到如下补偿系数表:
第四步:根据所述当前补偿系数,对被测气体的初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度C实际n=Cn*f(Cn,P)n=1,2,3…。
通过计算机仿真和实验室测试验证,证明了本发明方法的测量结果非常准确,而且可以适用于不同的环境压强。
利用上述气体浓度测量方法设计的气体浓度测量装置如下:一种气体浓度测量装置,包括:初始浓度获取单元,用于获取被测气体的初始浓度C;压力传感器,用于获取被测气体本身的压强P;补偿系数获取单元,用于根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数f(C,P);实际浓度获取单元,用于根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度C实际=C*f(C,P)。
所述初始浓度获取单元包括:光信号获取模块,用于使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号;光电转换模块,用于将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号;初始浓度计算模块,用于根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种气体浓度测量方法,其特征在于:包括如下步骤:
使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号;
将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号;
根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度C;
获取被测气体本身的压强P;
根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数f(C,P),所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数;
根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度
C实际=C*f(C,P)。
2.根据权利要求1所述的气体浓度测量方法,其特征在于:所述获取被测气体本身的压强通过如下方法实现:由压力传感器采集气体浓度测量装置气室内的实时压强或者由压力传感器采集当前环境的实时压强。
3.根据权利要求1或2所述的气体浓度测量方法,其特征在于:所述补偿系数表通过如下方法获取:
E1、选定一已知浓度的气体,在标准压强下,测量该浓度气体的比例系数值,将该比例系数值设置为标准比例系数值;
E2、以一定的压强间隔分别测量所述已知浓度气体在不同压强下的比例系数值;
E3、将标准比例系数值分别除以不同压强下的比例系数值得到所述浓度气体在不同压强时的补偿系数值;
E4、重复以上步骤,得到气体在其他浓度下、不同压强时的补偿系数值。
4.一种气体浓度测量装置,其特征在于:包括:
初始浓度获取单元,用于获取被测气体的初始浓度C;所述初始浓度获取单元包括:光信号获取模块,用于使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号;光电转换模块,用于将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号;初始浓度计算模块,用于根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度;
压力传感器,用于获取被测气体本身的压强P;
补偿系数获取单元,用于根据所述初始浓度及压强,获取当前补偿系数f(C,P),所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数;
实际浓度获取单元,用于根据所述当前补偿系数和初始浓度,获取被测气体的实际浓度C实际=C*f(C,P)。
5.一种气体浓度测量装置,包括用于采集被测气体在特定红外光照射下的吸收信号的探头组件(30);其特征在于:还包括压力传感器(8)和处理单元(20),所述压力传感器与处理单元(20)相连,所述压力传感器(8)用于采集被测气体本身的压强并输出至处理单元(20);所述探头组件(30)也与处理单元(20)相连,所述处理单元(20)用于根据探头组件(30)输出的信号获取被测气体的初始浓度,所述初始浓度通过以下方法获得:使红外光分别经参考通道和测量通道进入气室,所述红外光经气室内的被测气体吸收产生参考通道光信号和测量通道光信号,将参考通道光信号和测量通道光信号分别转换为参考通道电信号和测量通道电信号,根据所述参考通道电信号和测量通道电信号计算得到比例系数值,并根据所述比例系数值获取被测气体的初始浓度;所述处理单元(20)根据所述初始浓度及所述压强对所述初始浓度进行补偿,得到被测气体的实际浓度,被测气体的实际浓度为:C实际=C*f(C,P),其中,C实际为被测气体的实际浓度,C为被测气体的初始浓度,f(C,P)为补偿系数,所述补偿系数通过查询补偿系数表获取,所述补偿系数表以所述压强和初始浓度值为二维坐标,每一组压强和初始浓度值在所述补偿系数表中都有唯一对应的补偿系数。
6.根据权利要求5所述的气体浓度测量装置,其特征在于:所述探头组件(30)包括滤光片轮(3)、用于驱动滤光片轮(3)旋转的电动机(2)、和在光路上依次设置的红外光源(1)、至少两个红外滤光片(4)、气室(5)和红外传感器(6);所述至少两个红外滤光片(4)位于滤光片轮(3)上;所述处理单元(20)包括第一信号放大处理模块(7)、第二信号放大处理模块(9)、模拟/数字转换模块(10)和计算模块(11);所述第一信号放大处理模块(7)连接在所述红外传感器(6)与模拟/数字转换模块(10)之间,所述第二信号放大处理模块(9)连接在所述压力传感器(8)与模拟/数字转换模块(10)之间,所述计算模块(11)与所述模拟/数字转换模块(10)相连,所述计算模块(11)用于根据模拟/数字转换模块(10)输出的信号计算出被测气体的实际浓度。
7.根据权利要求6所述的气体浓度测量装置,其特征在于:所述计算模块(11)包括存储器(13),所述存储器(13)用于存储补偿系数表。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200710125462 CN101470073B (zh) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | 一种气体浓度测量方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200710125462 CN101470073B (zh) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | 一种气体浓度测量方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101470073A CN101470073A (zh) | 2009-07-01 |
CN101470073B true CN101470073B (zh) | 2011-03-23 |
Family
ID=40827747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200710125462 Active CN101470073B (zh) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | 一种气体浓度测量方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101470073B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102736645A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-10-17 | 北京雪迪龙科技股份有限公司 | 标准气配气仪及其温度补偿控制装置和温度补偿方法 |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102128806A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-07-20 | 深圳市赛宝伦计算机技术有限公司 | 用于红外气体分析仪的气体检测方法 |
CN103163102B (zh) * | 2011-12-09 | 2017-07-18 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种气体测量方法、设备及干扰气体补偿装置 |
WO2013086961A1 (zh) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种气体监测装置、方法及医疗设备 |
CN103454379B (zh) * | 2012-05-30 | 2016-04-20 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种气体测量方法和装置 |
CN102680518A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 河南汉威电子股份有限公司 | 补偿式气体传感器及其温湿度补偿方法 |
CN103558624B (zh) * | 2013-11-04 | 2015-12-09 | 衡阳师范学院 | 同步测量环境220Rn、 222Rn混合浓度的方法 |
CN104142299A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-11-12 | 郑州光力科技股份有限公司 | 红外甲烷传感器的压力补偿方法 |
CN105745526B (zh) * | 2014-01-09 | 2018-11-30 | 夏普株式会社 | 光强度检测装置以及检测方法 |
CN103776988B (zh) * | 2014-02-14 | 2016-05-11 | 笃为(上海)精密仪器有限公司 | 用于汽油辛烷值测定机环境气压实时自动补偿系统及方法 |
CN104568807A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-29 | 深圳大学 | 测量呼吸末二氧化碳的装置和方法 |
CN104458635B (zh) * | 2014-12-15 | 2017-03-22 | 中国科学技术大学 | 一种基于co2气体浓度监测的飞机火警探测装置及方法 |
CN104458636B (zh) * | 2014-12-15 | 2017-03-22 | 中国科学技术大学 | 一种具有温度气压自动补偿的co2气体浓度监测装置及方法 |
DE102016209798A1 (de) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Robert Bosch Gmbh | Mikroelektronische Sensorvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Sensorvorrichtung |
CN106153567B (zh) * | 2016-06-22 | 2019-07-23 | 南京信息工程大学 | 基于bp神经网络压力补偿的红外气体传感器及检测方法 |
CN108956520B (zh) * | 2018-06-14 | 2024-04-19 | 杭州超钜科技有限公司 | 地震前兆流动观测用便携式co2监测装置及监测方法 |
WO2020000361A1 (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 深圳大学 | 一种医用呼吸二氧化碳浓度测量方法及装置 |
TWI677677B (zh) * | 2018-09-27 | 2019-11-21 | 財團法人工業技術研究院 | 懸浮粒子感測裝置 |
CN110220945B (zh) * | 2019-04-23 | 2021-12-07 | 金卡智能集团股份有限公司 | 半导体气体传感器的全量程温度补偿方法 |
TWI702392B (zh) * | 2019-12-20 | 2020-08-21 | 財團法人工業技術研究院 | 氣體感測裝置及氣體濃度感測方法 |
CN111929224B (zh) * | 2020-08-19 | 2024-04-09 | 长沙开元仪器有限公司 | 红外池检测中确定粒子含量方法、装置、设备及存储介质 |
CN115128027B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-09-19 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | 一种紫外差分光谱气体传感器环境压力补偿结构及方法 |
CN115388329B (zh) * | 2022-08-25 | 2024-03-12 | 青岛明华电子仪器有限公司 | 一种气瓶供气装置及其压力控制方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4881183A (en) * | 1988-03-25 | 1989-11-14 | Sun Electric Corporation | Method and apparatus for emission testing |
CN1912585A (zh) * | 2005-08-12 | 2007-02-14 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置 |
-
2007
- 2007-12-24 CN CN 200710125462 patent/CN101470073B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4881183A (en) * | 1988-03-25 | 1989-11-14 | Sun Electric Corporation | Method and apparatus for emission testing |
CN1912585A (zh) * | 2005-08-12 | 2007-02-14 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP昭54-13387A 1979.01.31 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102736645A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-10-17 | 北京雪迪龙科技股份有限公司 | 标准气配气仪及其温度补偿控制装置和温度补偿方法 |
CN102736645B (zh) * | 2012-06-28 | 2014-12-10 | 北京雪迪龙科技股份有限公司 | 标准气配气仪及其温度补偿控制装置和温度补偿方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101470073A (zh) | 2009-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101470073B (zh) | 一种气体浓度测量方法及装置 | |
CN101470075B (zh) | 气体浓度测量装置 | |
CN203324177U (zh) | 一种测量气体浓度的装置 | |
CN111829982A (zh) | 多组分气体浓度检测及温度误差修正方法 | |
CN104749132A (zh) | 一种测定面粉中偶氮甲酰胺的含量的方法 | |
CN104764693A (zh) | 带自动量程校准的便携式红外气体分析仪及校准方法 | |
CN101153840A (zh) | 一种提高气体分析仪测量精度的方法和装置 | |
CN103399006B (zh) | 基于颜色rgb分量的尿液分析装置及尿液半定量分析方法 | |
CN104833645B (zh) | 一种量程可调型气体传感器、传感系统及方法 | |
CN108106998A (zh) | 大气污染物检测装置及检测方法 | |
CN103017991A (zh) | 一种吸入式sf6气体泄漏监测装置及方法 | |
CN102393374A (zh) | 一种红外呼气末co2测量方法及装置 | |
CN108507966A (zh) | 一种红外光谱气体传感器及数据处理方法 | |
CN104251842A (zh) | 利用大气中的氧气实现光声光谱系统池常数的在线校准方法 | |
CN105092513A (zh) | 一种测定混合药物中的药物成分的含量的方法 | |
CN204008440U (zh) | 用于差分气体检测的信号处理装置及其气体检测系统 | |
CN105527247A (zh) | 一种基于正弦波调制的高灵敏度激光甲烷测量装置及方法 | |
CN103852439A (zh) | 一种挥发性有机物监测设备及方法 | |
CN116818699B (zh) | 一种非分光红外气体传感器及其标定测量方法 | |
CN208636206U (zh) | 一种污染物检测装置 | |
CN110632015A (zh) | 可变光程式气体传感器 | |
CN105510252A (zh) | 一种叶绿素检测仪 | |
CN100419408C (zh) | 红外气体分析仪 | |
CN1445528A (zh) | 无气泵式红外二氧化碳浓度分析方法及装置 | |
CN104931425A (zh) | 一种具有温湿补偿的叶绿素含量检测及控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |