CN111537487A - 一种光学氧传感器的温度补偿方法及装置 - Google Patents

一种光学氧传感器的温度补偿方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种光学氧传感器的温度补偿方法及装置，其中，该方法包括：获取光学氧传感器荧光膜的相位值；根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。本公开中，从温度变化对光学氧传感器影响的本质出发，对当前温度下的光学氧传感器的相关参数进行温度补偿，该温度补偿方式提高了温度补偿的准确性，有效减少了氧分压测量误差，且无需对光学氧传感器本身进行电路改造，提高了光学氧传感器的适用范围。

Description

一种光学氧传感器的温度补偿方法及装置
技术领域
本公开涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种光学氧传感器的温度补偿方法、装置及存储介质。
背景技术
氧气浓度监测在多个行业领域具有重要作用，相关技术中，在进行氧气浓度测量时，采用内部温度补偿电路进行温度补偿，这会增加氧传感器本身的体积和电路复杂度；或者，采用“温度-氧浓度”数据拟合的方式进行温度补偿，这种方式受环境因素影响较大、适用性差、补偿结果的准确性低。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种学氧传感器的温度补偿方法、装置及存储介质。
根据本公开的一方面，提供了一种光学氧传感器的温度补偿方法，包括：
获取光学氧传感器荧光膜的相位值；
根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；
根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
在一种可能的实现方式中，所述相关参数包括荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
在所述基准温度下，获取不同氧分压数值对应的荧光膜的相位值；
通过对所述不同氧分压数值及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到基准温度下的荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第一温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜初始相位的对应关系；
所述方法还包括：
在无氧环境下，获取不同温度对应的荧光膜的初始相位；
通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的初始相位进行数据拟合处理，得到所述第一温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；
所述方法还包括：
在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；
基于所述第一温度补偿关系式，通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；
所述方法还包括：
在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；
通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述拟合处理是基于光学氧传感器的理论计算公式进行的，所述相关参数是所述理论计算公式的相关参数，所述理论计算公式表示荧光膜的相位值和氧分压数值之间的关系。
根据本公开的另一方面，提供了一种光学氧传感器的温度补偿装置，包括：
相位值获取模块，用于获取光学氧传感器检测到的荧光膜的相位值；
温度补偿模块，用于根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；
氧分压确定模块，用于根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
根据本公开的另一方面，提供了一种光学氧传感器的温度补偿装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
本公开实施例，从温度变化对光学氧传感器影响的本质出发，通过不同温度下光学氧传感器的相关参数的对应关系，对当前温度下的光学氧传感器的相关参数进行温度补偿，该温度补偿方式提高了温度补偿的准确性，有效减少了氧分压测量误差，且无需对光学氧传感器本身进行电路改造，提高了光学氧传感器的适用范围。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开一实施例的一种光学氧传感器的温度补偿方法的流程图；
图2示出根据本公开一实施例的一种光学氧传感器的温度补偿装置的结构图；
图3示出根据本公开一实施例的一种用于光学氧传感器的温度补偿的装置的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
氧气浓度监测在多个行业领域具有重要作用，在健康医疗、工业处理、水产养殖和环境监测领域，均对气体中的氧气浓度或液体中溶解氧的含量具有较高的测量需求。目前，气体中氧气浓度测量方法有电化学方法、超声测量法和顺磁测量法等，液体中溶解氧浓度测量方法有碘量法、分光度法、溶氧电极法和目比色法等。
考虑到温度对测量结果的影响，在进行氧气浓度测量时进行温度补偿；一般可以通过氧传感器的温度补偿电路，利用内部温度控制的方式减少外部环境温度变化对氧传感器的影响，但是这种方式会增加氧传感器本身的体积和电路复杂度，不宜在狭小空间内使用；或者，通过对所测量的一系列“温度-氧浓度”数据进行拟合或分析，从而得到温度补偿的目的，这种方式未能从温度对氧传感器影响的本质入手进行标定，受环境因素影响较大，适用性差，补偿结果的准确性低。
因此，为了解决相关技术中存在的上述问题，本公开提出了一种光学氧传感器温度补偿的技术方案，从温度变化对氧传感器影响的本质原因分析温度变化的影响，从而实现更为准确的温度补偿。
图1示出根据本公开一实施例的一种光学氧传感器的温度补偿方法的流程图。该方法可以应用于具有数据处理功能的设备，例如，集成有微处理器的光学氧传感器，或者独立于光学氧传感器的外部处理器。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤10、获取光学氧传感器荧光膜的相位值；
步骤20、根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；
步骤30、根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
本公开实施例中，基于荧光猝灭原理的光化学传感法实现氧分压的测量，基本原理为：氧气浓度变化时，由于荧光指示膜的氧气猝灭效应，荧光强度和荧光寿命会相应发生变化，通过检测荧光强度或荧光寿命等参数的变化可计算出氧分压；其中，可以采用相位滞后量测量的方法进行氧分压的计算，通过锁相放大技术确定荧光猝灭所产生的信号相位偏移，利用该相位偏移和荧光寿命间的对应关系以计算氧分压数值。示例性地，微处理器可以在得到光学氧传感器荧光膜的相位值之后，通过光学氧传感器的理论计算公式得到氧分压数值；其中，荧光膜的相位值(滞后相位)是指分别测量得到激发光的相位和参考光的相位，将两个相位做差得到的差值；光学氧传感器的相关参数是指该理论计算公式的相关参数，该理论计算公式表示荧光膜的相位值和氧分压数值之间的关系。
光学氧传感器的理论计算公式如下述公式(1)所示：
Figure BDA0002507101400000051
其中，[P]为待测氧分压，φ为有氧环境下荧光膜的相位值，φ0为无氧环境下荧光膜的相位值(初始相位)，Ksv1为传感膜(荧光膜)自由溶解分子的猝灭常数，Ksv2为传感膜聚集分子的猝灭常数，f1和f2是相对分布系数。
本公开实施例从温度变化对光学氧传感器影响的本质出发，通过预先探明上述公式(1)中光学氧传感器的相关参数在不同温度下的对应关系，建立温度补偿关系式，从而在实际工作过程中，通过该温度补偿关系式对当前温度下的光学氧传感器的相关参数进行温度补偿；示例性地，可以对荧光膜猝灭系数(Ksv1和Ksv2)、荧光膜的初始相位φ0、相对分布系数f1和f2等相关参数中的一个或多个进行温度补偿，该温度补偿方式提高了温度补偿的准确性，有效减少了氧分压测量误差，且无需对光学氧传感器本身进行电路改造，提高了光学氧传感器的适用范围。
在一种可能的实现方式中，所述相关参数包括荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
对上述公式(1)进行分析发现，在各相关参数中，一般情况下，两种猝灭系数Ksv1和Ksv2为整数m倍关系，即Ksv1＝mKsv2，m为比例系数；且处于无氧状态下时，[P]＝0，φ＝φ0，代入上述公式(1)中，可得f1+f2＝1，由此，可以将上述公式(1)可改写为下述公式(2)的形式：
Figure BDA0002507101400000061
其中，[P]为待测氧分压，φ为有氧环境下荧光膜的相位值，φ0为无氧环境下荧光膜的相位值，Ksv1为荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，f1为相对分布系数，m为两种猝灭系数Ksv1和Ksv2的比例系数。
考虑到在上述公式(2)中，比例系数m及相对分布系数f1与氧传感器本身的材料等有关，而与环境温度无关，因此，可以选取荧光膜初始相位φ0和/或荧光膜猝灭系数Ksv1(或Ksv2)进行温度补偿，从而达到提高温度补偿的准确性，有效减少氧分压测量误差的同时，提高了温度补偿及氧分压测量效率。
下面，以对荧光膜初始相位φ0和/或荧光膜自由溶解分子的猝灭常数Ksv1进行温度补偿为例，对本公开中温度补偿方法进行进一步说明。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述基准温度下，获取不同氧分压数值对应的荧光膜的相位值；通过对所述不同氧分压数值及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到基准温度下的荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
本公开实施例中，基准温度可以根据氧传感器的实际工作环境进行选定，例如，基准温度可以取20℃；在保持基准温度不变的环境下，设定氧分压序列，测定对应的荧光膜的相位值序列，进而基于上述光学氧传感器的理论计算公式对上述氧分压序列及相位值序列进行数据拟合处理，从而得到基准温度下的荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
示例性地，在基准温度Ts(20℃)下，对上述公式(2)中相关参数φ0,Ksv1,m和f1进行标定，具体地，保持环境温度恒为20℃，氧分压分别设定为[P]1,[P]2,[P]3,...[P]i，测定得到对应的相位值φ1,φ2,φ3,...φi，其中，[P]1为所标定氧传感器测量下限，[P]i为所标定氧传感器测量上限，[P]1与[P]i中间的测量点数目可以根据具体标定结果及精度要求进行调整。基于上述公式(2)，对上述系列数据(氧分压及其对应的相位值)进行拟合处理，从而得到基准温度Ts下的φ0(Ts),Ksv1(Ts),m和f1的数值。
相应地，上述公式(2)可更新为下述公式(3)的形式：
Figure BDA0002507101400000071
其中，[P]为待测氧分压，φ为有氧环境下荧光膜的相位值，φ0(Ts)为基准温度下的荧光膜初始相位，Ksv1(Ts)为基准温度下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，f1为相对分布系数，m为比例系数。上述公式(3)仅适用于在基准温度Ts附近，不具备温度补偿功能。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第一温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜初始相位的对应关系；所述方法还包括：在无氧环境下，获取不同温度对应的荧光膜的初始相位；通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的初始相位进行数据拟合处理，得到所述第一温度补偿关系式。
本公开实施例中，可以在上述获取基准温度下荧光膜初始相位的基础上，通过在无氧环境下，设置环境温度序列，测定得到对应的荧光膜的初始相位序列，对上述环境温度序列及初始相位序列进行数据拟合处理，得到环境温度-初始相位的关系式，即第一温度补偿关系式；进而在实际工作中，通过第一温度补偿关系式，对当前温度下的荧光膜初始相位进行温度补偿。
示例性地，在无氧环境下，即氧分压[P]＝0时，进行荧光膜初始相位φ0温度补偿的标定。具体地，保持环境氧分压[P]＝0，环境温度设定为T1,T2,T3,...Tj，测得对应的初始相位为φ0(T2),φ0(T3),...φ0(Tj)，其中，T1和Tj为所标定氧传感器工作温度范围的下限和上限，T1与Tj中间的测量点数目可以根据具体标定结果及精度要求进行调整。通过对上述系列数据(环境温度及其对应的初始相位)进行数据拟合处理，从而可拟合得到温度变化对初始相位φ0的影响关系式，即第一温度补偿关系式。
需要说明的是，通过上述拟合得到的第一温度补偿关系式的具体形式与氧传感器自身及所选取环境温度范围等因素有关，第一温度补偿关系式中体现的不同温度与初始相位的关系可以是线性的，也可以是非线性的，具体可以根据拟合结果确定。
示例性地，以拟合得到的不同温度与其对应的初始相位成线性关系为例，得到线性补偿关系式(即第一温度补偿关系式)如下述公式(4)所示：
φ0(Ta)＝φ0(Ts)+α(Ta-Ts)..........................(4)
其中，Ta为当前温度，Ts为基准温度，φ0(Ts)为基准温度下的荧光膜初始相位，φ0(Ta)为当前温度下的荧光膜初始相位；α为第一温度补偿系数。
相应地，上述公式(3)可更新为下述公式(5)的形式：
Figure BDA0002507101400000081
其中，[P]为待测氧分压，φ为有氧环境下荧光膜的相位值，φ0(Ts)为基准温度下的荧光膜初始相位，Ksv1(Ts)为基准温度Ts下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，α为第一温度补偿系数，f1为相对分布系数，m为比例系数，Ta为当前温度。
在检测氧分压的过程中，在获取光学氧传感器的荧光膜的相位值φ以及当前温度Ta之后，可以结合基准温度下标定的φ0(Ts),Ksv1(Ts),m和f1的具体数值，通过上述公式(5)对当前温度下荧光膜的初始相位进行温度补偿，从而准确计算出当前氧分压数值[P]。该方式具有较强的抗干扰能力、较高的测量精度和较好的稳定性和重复性，同时，克服了相关技术中采用固定值的标定参数在温度变化时测量误差较大的缺陷。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；所述方法还包括：在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；基于所述第一温度补偿关系式，通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
本公开实施例中，数据拟合处理可以基于光学氧传感器的理论计算公式进行；具体地，可以通过在有氧环境下，保持氧分压恒定，设置环境温度序列，测定得到对应的荧光膜的相位值序列，在上述获取第一温度补偿关系式的基础上，对上述环境温度序列及相位值序列进行数据拟合处理，得到环境温度-荧光膜猝灭系数的关系式，即第二温度补偿关系式；进而在实际工作中，通过第二温度补偿关系式，对当前温度下的荧光膜猝灭系数进行温度补偿。
示例性地，在有氧环境下，进行荧光膜自由溶解分子的猝灭系数Ksv1温度补偿的标定。具体地，保持环境氧分压恒为[P]s，环境温度设定为T1,T2,T3,...Tj，测得对应的相位值为φ(T1),φ(T2),φ(T3),...φ(Tj)，其中T1和Tj为所标定氧传感器工作温度范围的下限和上限，T1与Tj中间测量点数目可以根据具体标定结果及精度要求进行调整。在有氧环境下，初始相位φ0和猝灭系数Ksv1均受温度影响，通过将所测上述系列数据(环境温度及其对应的相位值)代入上述公式(5)，可拟合得到温度变化对猝灭系数Ksv1的影响关系式，即第二温度补偿关系式。
需要说明的是，通过上述拟合得到的第二温度补偿关系式的具体形式与氧传感器自身及所选取环境温度范围等因素有关，第二温度补偿关系式中体现的不同温度与猝灭系数的关系可以是线性的，也可以是非线性的，具体可以根据拟合结果确定。
示例性地，以拟合得到的不同温度与其对应的荧光膜自由溶解分子的猝灭系数Ksv1成线性关系为例，得到线性补偿关系式(即第二温度补偿关系式)如下述公式(6)所示：
Ksv1(Ta)＝Ksv1(Ts)+β(Ta-Ts)..........................(6)
其中，Ta为当前温度，Ts为基准温度，Ksv1(Ts)为基准温度下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，Ksv1(Ta)为当前温度下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，β为第二温度补偿系数。
相应地，上述公式(5)可更新为下述公式(7)的形式：
Figure BDA0002507101400000101
其中，[P]为待测氧分压，φ为有氧环境下荧光膜的相位值，φ0(Ts)为基准温度下的荧光膜初始相位，Ksv1(Ts)为基准温度下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，α为第一温度补偿系数，β为第二温度补偿系数，f1为相对分布系数，m为比例系数。
进一步地，将上述公式(7)的氧分压[P]视为未知量，解一元二次方程，可得到待测氧分压在当前温度为Ta时，温度补偿后的氧分压计算公式如下述公式(8)所示：
Figure BDA0002507101400000102
其中：
Figure BDA0002507101400000111
Figure BDA0002507101400000112
Figure BDA0002507101400000113
在上述公式(8)及A、B、C中，[P]为待测氧分压，φa为当前温度下荧光膜的相位值，φ0(Ts)为基准温度下的荧光膜初始相位，Ksv1(Ts)为基准温度下的荧光膜自由溶解分子的猝灭常数，α为第一温度补偿系数，β为第二温度补偿系数，f1为相对分布系数，m为比例系数。
在检测氧分压的过程中，在获取当前温度下光学氧传感器的荧光膜的相位值φa以及当前温度Ta之后，可以结合基准温度下标定的φ0(Ts),Ksv1(Ts),m和f1的具体数值，通过上述公式(8)对当前温度下荧光膜的初始相位及猝灭常数进行温度补偿，从而准确计算出当前氧分压数值。该方式具有较强的抗干扰能力、较高的测量精度和较好的稳定性和重复性，克服了相关技术中采用固定值的标定参数在温度变化时测量误差较大的缺陷，同时，相对于选取氧传感器的单一相关参数进行温度补偿，进一步提升了补偿结果的准确性，提高了氧分压的测量精度。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；所述方法还包括：在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
本公开实施例中，可以在上述获取基准温度下荧光膜初始相位的基础上，通过在有氧且氧分压恒定的环境下，设置环境温度序列，测定得到对应的荧光膜的相位值序列，基于光学氧传感器的理论计算公式(例如公式(3))对上述环境温度序列及相位值序列进行数据拟合处理，得到环境温度-猝灭系数的关系式，即第二温度补偿关系式；进而在实际工作中，通过第二温度补偿关系式，对当前温度下的荧光膜猝灭系数进行温度补偿。该方式具有较强的抗干扰能力、较高的测量精度和较好的稳定性和重复性，同时，克服了相关技术中采用固定值的标定参数在温度变化时测量误差较大的缺陷。
需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了光学氧传感器的温度补偿方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。
这样，本公开实施例中，从温度变化对光学氧传感器影响的本质出发，通过不同温度下光学氧传感器的相关参数的对应关系，对当前温度下的光学氧传感器的相关参数进行温度补偿，该温度补偿方式不受环境因素影响，提高了温度补偿的准确性，有效减少了氧分压测量误差，且无需对光学氧传感器本身进行电路改造，提高了光学氧传感器的适用范围。
图2示出根据本公开一实施例的一种光学氧传感器的温度补偿装置的结构图。如图2所示，该装置可以包括：相位值获取模块41，用于获取光学氧传感器检测到的荧光膜的相位值；温度补偿模块42，用于根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；氧分压确定模块43，用于根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
在一种可能的实现方式中，所述相关参数包括荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：基准模块，用于在所述基准温度下，获取不同氧分压数值对应的荧光膜的相位值；通过对所述不同氧分压数值及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到基准温度下的荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第一温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜初始相位的对应关系；所述装置还包括：第一温度补偿关系式模块，用于在无氧环境下，获取不同温度对应的荧光膜的初始相位；通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的初始相位进行数据拟合处理，得到所述第一温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；所述装置还包括：第二温度补偿关系式模块，用于在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；基于所述第一温度补偿关系式，通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；所述第二温度补偿关系式模块，还用于在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
在一种可能的实现方式中，所述拟合处理是基于光学氧传感器的理论计算公式进行的，所述相关参数是所述理论计算公式的相关参数，所述理论计算公式表示荧光膜的相位值和氧分压数值之间的关系。
需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了光学氧传感器的温度补偿装置如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各实施方式，只要符合本公开的技术方案即可。
这样，本公开实施例中，从温度变化对光学氧传感器影响的本质出发，通过不同温度下光学氧传感器的相关参数的对应关系，对当前温度下的光学氧传感器的相关参数进行温度补偿，该温度补偿方式不受环境因素影响，提高了温度补偿的准确性，有效减少了氧分压测量误差，且无需对光学氧传感器本身进行电路改造，提高了光学氧传感器的适用范围。
本实施例还提供了一种光学氧传感器的温度补偿装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
本实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
图3示出根据本公开一实施例的一种用于光学氧传感器的温度补偿的装置1900的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器或终端设备。参照图3，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种光学氧传感器的温度补偿方法，其特征在于，包括：
获取光学氧传感器荧光膜的相位值；
根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；
根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相关参数包括荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述基准温度下，获取不同氧分压数值对应的荧光膜的相位值；
通过对所述不同氧分压数值及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到基准温度下的荧光膜猝灭系数和/或荧光膜初始相位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度补偿关系式包括第一温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜初始相位的对应关系；
所述方法还包括：
在无氧环境下，获取不同温度对应的荧光膜的初始相位；
通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的初始相位进行数据拟合处理，得到所述第一温度补偿关系式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；
所述方法还包括：
在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；
基于所述第一温度补偿关系式，通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度补偿关系式包括第二温度补偿关系式，用于表示当前温度下与基准温度下荧光膜猝灭系数的对应关系；
所述方法还包括：
在有氧且氧分压恒定的环境下，获取不同温度对应的荧光膜的相位值；
通过对所述不同温度及其对应的荧光膜的相位值进行数据拟合处理，得到所述第二温度补偿关系式。
7.根据权利要求3、5-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述拟合处理是基于光学氧传感器的理论计算公式进行的，所述相关参数是所述理论计算公式的相关参数，所述理论计算公式表示荧光膜的相位值和氧分压数值之间的关系。
8.一种光学氧传感器的温度补偿装置，其特征在于，包括：
相位值获取模块，用于获取光学氧传感器检测到的荧光膜的相位值；
温度补偿模块，用于根据当前温度及预设的温度补偿关系式，确定当前温度下光学氧传感器的相关参数；其中，所述温度补偿关系式用于表示当前温度下与基准温度下该相关参数的对应关系；
氧分压确定模块，用于根据所述相位值及所述当前温度下光学氧传感器的相关参数，确定氧分压数值。
9.一种光学氧传感器的温度补偿装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的可执行指令时实现权利要求1至权利要求7中任意一项所述的方法。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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