CN112525838B - 基于吸光光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统 - Google Patents

基于吸光光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统 Download PDF

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CN112525838B CN202011275239.1A CN202011275239A CN112525838B CN 112525838 B CN112525838 B CN 112525838B CN 202011275239 A CN202011275239 A CN 202011275239A CN 112525838 B CN112525838 B CN 112525838B
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Abstract

本发明公开了一种基于吸收光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统，该方法包括：根据第一腔镜的第一反射率、第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定探测器的接收光能和光源输出光能之间的第一关系；根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；根据第一关系和第二关系确定气体浓度与第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，透过率根据输出光能和接收光能确定；根据第二关系和第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；根据预设检测要求、光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数。通过实施本发明，可以得到优化的气池参数设计方案，能够有效解决吸收气池的参数设计难题。

Description

基于吸光光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统
技术领域
本发明涉及光学传感技术领域，具体涉及一种基于吸光光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统。
背景技术
吸光光度法是一种光学传感方法，是根据辐射光源与接收探测器之间光程内的气体对特定波长处的辐射吸收衰减定律来测定的方法，广泛被应用于各种气体检测。具体应用该方法进行探测时是在一个流动性气池基础上，一端放置辐射光源，另一端放置光电探测器，通过气体吸收前后的光强相对的变化与气体的浓度确定二者之间的响应函数曲线。
随着技术的发展，气路、探测器、光源、气池光路结构等各部分均在不断发展和改进，目前吸光光度法测量装置的检测性能受限于气池光路的光程，因为吸收光度与气体浓度之间的响应函数关系为对数曲线，对于浓度检测限水平，需要非常长的光程，而对于高浓度的气体则希望光程短一些。为了提高气体检测下限值，气池光路结构设计者长期致力于各种往复式折反射结构。然而在该往复式折反射气池中应该如何设计气池的各个参数实现不同要求的气体检测，现有技术中并没有相关研究。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于吸光光度法的气池参数设计方法、装置及检测系统，以解决现有技术中无法确定往复式折反射气池中气池参数如何设计的技术问题。
本发明提出的技术方案如下：
本发明实施例第一方面提供一种基于吸收光度法的气池参数设计方法，所述气池的一端设置第一腔镜和光源，所述气池的另一端设置第二腔镜和探测器，所述方法包括：根据所述第一腔镜的第一反射率、所述第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定所述探测器的接收光能和所述光源输出光能之间的第一关系；根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述透过率根据输出光能和接收光能确定；根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数。
可选地，所述第一关系通过以下公式表示：
Figure BDA0002776889180000021
其中，R1表示第一反射率，R2表示第二反射率，Tone＝1-Loss，Loss表示气池腔内损耗的占比，Iin表示所述光源输出光能，Iout表示所述探测器的接收光能，n表示所述光源输出的光线在气池腔内反射的次数。
可选地，所述第二关系通过以下公式表示：
Tone＝e-cσd
其中，c表示气体浓度，σ表示气体消光系数，d表示气池腔长，Tone表示透光度。
可选地，根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，包括：根据所述第一关系进行计算，得到所述透过率和所述透光度之间的第四关系；将所述第四关系进行反向求解，得到所述透光度和所述透过率之间的第五关系；根据所述第二关系和所述第五关系进行计算得到气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述第三关系通过下列公式表示：
Figure BDA0002776889180000031
其中，Ttot表示透过率。
可选地，根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数，包括：根据所述第三关系进行简化，得到消光因数和透过率之间的第六关系，所述第六关系通过下列公式表示：
Figure BDA0002776889180000032
其中，b1＝R1R2，b2＝1+R1R2-R1-R2，
Figure BDA0002776889180000033
Figure BDA0002776889180000034
根据所述第二关系进行变形，得到消光因数和所述透光度之间的第七关系；根据所述第六关系和所述第七关系确定所述光程的倍增因数，所述光程的倍增因数通过下列公式表示：
Figure BDA0002776889180000035
根据所述透过率确定所述匹配光功率因数，所述匹配光功率因数通过下列公式表示：
Ieff＝Ttot(R1,R2)/Ttot(R1＝0,R2＝0)。
可选地，根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数，包括：当采用光源的功率小于预设阈值时，根据光程的倍增因数和匹配光功率因数设置第一反射率和所述第二反射率小于预设阈值；当进行痕量气体检测时，根据光程的倍增因数和匹配光功率因数设置第一反射率和所述第二反射率大于预设阈值。
本发明实施例第二方面提供一种基于本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述基于吸收光度法的气池参数设计方法设计的气池检测系统，包括：气池、光源、第一探测器、第二探测器、第一腔镜、第二腔镜、第一光阑、第二光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜以及分束镜，所述光源发出的光束经过所述第一透镜、所述第一光阑、所述分束镜后分为两束，一束通过所述第二光阑以及所述第一腔镜进入到气池中，另一束通过所述第二透镜进入到所述第一探测器用于监测光源输出光束，经过所述第二腔镜输出的光束通过所述第三透镜进入到所述第二探测器中进行探测。
本发明实施例第三方面提供一种基于吸收光度法的气池参数设计装置，包括：第一关系确定模块，用于根据所述第一腔镜的第一反射率、所述第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定所述光源输出光能和所述探测器的接收光能之间的第一关系；第二关系确定模块，用于根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；第三关系确定模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述透过率根据输出光能和接收光能确定；因数确定模块，用于根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；气池参数确定模块，用于根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数。
本发明实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
本发明实施例第五方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
本发明提供的技术方案，具有如下效果：
本发明实施例提供的基于吸收光度法的气池参数设计方法及装置，以朗伯比尔定律为基础，运用级数、对数、反函数等运算确定了气池腔镜的反射率与光程及光源功率利用率之间的量化关系，根据该量化关系，对于不同的气体检测要求，可以得到优化的气池参数设计方案，能够有效解决吸收气池的参数设计难题。
本发明实施例提供的气池检测系统，通过采用上述气池参数方式进行气池参数设计，能够有效解决吸收气池的设计难题。同时，在气池系统中设置上述光学元件，使得光源输出的光束能够更好的汇聚至第二探测器中，提高光源的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的基于吸收光度法的气池参数设计方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的基于吸收光度法的气池参数设计方法的光束传输路线图；
图3是根据本发明实施例的气池透过率和消光因数的响应曲线图；
图4是根据本发明实施例的气池透过率对数和消光因数的响应曲线图；
图5是根据本发明实施例的气池检测系统的结构原理图；
图6是根据本发明实施例的基于吸收光度法的气池参数设计装置的结构框图；
图7是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；
图8是根据本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于吸收光度法的气池参数设计方法，气池的一端设置第一腔镜和光源，气池的另一端设置第二腔镜和探测器，如图1所示，该气池参数设计方法包括如下步骤：
步骤S101：根据第一腔镜的第一反射率、第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定光源输出光能和探测器的接收光能之间的第一关系；具体地，在采用气池进行气体检测时，气池的两个端口分别设置两个腔镜，在两个腔镜外侧分别设置有光源和探测器，光源发出的光束通过第一腔镜进入气池中，在第一腔镜和第二腔镜之间反射，最终通过第二腔镜输出被第二腔镜外侧的探测器接收。在一实施例中，对于两个腔镜，具体采用共焦设计，即两个腔镜为曲率一致的两个凹面反射镜，并且两个腔镜之间的距离即为凹面反射镜的焦距，由此构成了共焦谐振腔结构。
对于光源发出的光束在气池腔内的传输过程如图2所示，假设光束在气池腔内往复反射n次，则探测器的接收光能Iout和光源的输出光能Iin之间的第一关系由公式(1)表示：
Figure BDA0002776889180000071
其中，R1表示第一反射率，R2表示第二反射率，Tone＝1-Loss，Tone表示透光度，Loss表示气池腔内损耗的占比，Iin表示光源输出到气池中的光能，Iout表示探测器的接收光能，n表示光源输出的光束在气池腔内反射的次数。
由于两个腔镜的反射率R1<1、R2<1，并且气池腔内的损耗占比Loss<1，而光束在气池腔内的反射次数n趋近于无穷，因此可以对第一关系进行极限运算，得到透过率Ttot和透光度Tone之间的第四关系，其中第四关系由公式(2)表示：
Figure BDA0002776889180000072
步骤S102：根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；具体地，根据朗伯比尔定律，气池腔内的损耗符合e指数衰减定律，在两个腔镜的反射率很小，可以忽略不计时，透光度Tone和气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系可以由公式(3)表示：
Tone＝e-cσd 公式(3)
其中，c表示气体浓度，σ表示气体消光系数，d表示气池腔长，Tone表示透光度。
步骤S103：根据第一关系和第二关系确定气体浓度与第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，透过率根据输出光能和接收光能确定；具体地，公式(2)给出了由透光度Tone表示的透过率Ttot，而公式(3)给出了由气体浓度等参数表示的透光度Tone。由此，可以对第四关系进行反向求解，得到透光度和透过率之间的第五关系，由公式(4)表示：
Figure BDA0002776889180000081
在确定透光度和透过率之间的第五关系后，可以将公式(3)和公式(4)进行联立，得到气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，由公式(5)表示：
Figure BDA0002776889180000082
步骤S104：根据第二关系和第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；在一实施例中，对于上述公式(5)，可以将其进行简化，令：
b1＝R1R2 公式(6)
b2＝1+R1R2-R1-R2 公式(7)
Figure BDA0002776889180000083
根据上述公式(6)、公式(7)以及公式(8)可以将公式(5)进行简化，得到消光因数和透过率之间的第六关系，由公式(9)表示：
Figure BDA0002776889180000091
其中，cσd表示消光因数。
并且，对于公式(3)表示的第二关系，也可以将其变形，得到消光因数和透光度之间的第七关系，由公式(10)表示，
Figure BDA0002776889180000092
具体地，公式(10)是根据朗伯比尔定律确定的在气池腔镜反射率很小时得到的，此时可以认为光束实际的光程和气池腔长是相同的，即可以认为公式(10)为单程的气池原理公式；而公式(9)是在腔镜反射率无法忽略时计算得到的，即公式(9)是多次反射的气池的公式。在同样的气体浓度c和气体消光系数σ的条件下，公式(9)和公式(10)相比，相当于有效改变了等效光程的长度d，因此可以确定光程的倍增因数deff由公式(11)表示：
Figure BDA0002776889180000093
同时，还可以根据在不同反射率下的透过率确定匹配光功率因数Ieff由公式(12)表示：
Ieff＝Ttot(R1,R2)/Ttot(R1＝0,R2＝0) 公式(12)
在确定光程的倍增因数和匹配光功率因数的计算公式后，通过表1可以看出，在第一腔镜和第二腔镜分别选择不同反射率的情况下，光程的倍增因数和匹配光功率因数的取值变化。
表1
Figure BDA0002776889180000101
在一实施例中，当第一腔镜和第二腔镜分别选择不同反射率时，可以通过图3和图4确定气池透过率和消光因数的响应曲线。其中，图4是将图3中气池透过率取对数时的响应曲线，由此，从图4中可以更加清楚的看出二者之间的关系。
步骤S105：根据预设检测要求、光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数。具体地，在确定上述光程的倍增因数和匹配光功率因数后，在不同的检测要求下，可以由这两个因数确定气池腔镜的反射率设计。
在一实施例中，当气池应用于小型化仪器，光源功率在0.1毫瓦左右时，由于光源功率较小，若采用反射率大的腔镜，根据表1匹配光功率因数即透过率会比较小，则探测器可能无法准确实现输出光能的探测，由此，选择腔镜的反射率较小，从而实现精准探测。例如，当气池腔长d＝150mm，腔镜反射率参数选择deff(R1＝0.5,R2＝0.9)≈3，则对应的等效腔长为450mm，透过最大光功率约为原始功率的9％。当气池腔长d＝100mm，腔镜反射率参数选择deff(R1＝0.9,R2＝0.9)≈10，则对应的等效腔长为1000mm，透过最大光功率约为原始功率的5％。
在一实施例中，当需要进行极低浓度的痕量气体检测时，在气池腔长一定时，则需要选择较大的腔镜反射率，同时根据表1，此时由于匹配光功率因数较小，则需要选择较大的光源功率，如几十或上百毫瓦的光源。具体地，对于当进行痕量气体检测时，当气池腔长d＝150mm，腔镜反射率参数选择deff(R1＝0.99,R2＝0.99)≈100，则对应的等效腔长为450mm，透过最大光功率约为原始功率的0.5％。当气池腔长d＝100mm，腔镜反射率参数选择deff(R1＝0.999,R2＝0.999)≈1000，则对应的等效腔长为1000mm，透过最大光功率约为原始功率的0.05％。
本发明实施例提供的基于吸收光度法的气池参数设计方法，以朗伯比尔定律为基础，运用级数、对数、反函数等运算确定了气池腔镜的反射率与光程及光源功率利用率之间的量化关系，根据该量化关系，对于不同的气体检测要求，可以得到优化的气池参数设计方案，能够有效解决吸收气池的参数设计难题。
本发明实施例还提供一种基于上述实施例的基于吸收光度法的气池参数设计方法设计的气池检测系统，如图5所示，该气池检测系统包括：气池、光源、第一探测器、第二探测器、第一腔镜、第二腔镜、第一光阑、第二光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜以及分束镜，光源L出射的光首先通过第一透镜G1耦合，然后通过第一光阑D1、分束镜B1分为两束，一束通过第二光阑D2以及第一腔镜P1进入到气池中，另一束通过第二透镜G2进入到第一探测器T1用于监测光源输出光能、修正光源功率变化，经过第二腔镜P2输出的光束通过第三透镜G3进入到第二探测器T2中进行探测。其中，光源可以选择激光光源或LED光源，在基于成本考虑时，可以选择LED光源降低成本。需要说明的是，在气池两侧设置这些光学元件时，可以不考虑这些元件对光能的损耗。
本发明实施例提供的气池检测系统，通过采用上述气池参数方式进行气池参数设计，能够有效解决吸收气池的设计难题。同时，在气池系统中设置上述光学元件，使得光源输出的光束能够更好的汇聚至第二探测器中，提高光源的利用率。
本发明实施例还提供一种基于吸收光度法的气池参数设计装置，气池的一端设置第一腔镜和光源，气池的另一端设置第二腔镜和探测器，如图6所示，该装置包括：
第一关系确定模块1，用于根据所述第一腔镜的第一反射率、所述第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定所述光源输出光能和所述探测器的接收光能之间的第一关系；详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述。
第二关系确定模块2，用于根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述。
第三关系确定模块3，用于根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述透过率根据输出光能和接收光能确定；详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述。
因数确定模块4，用于根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述。
气池参数确定模块5，用于根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数。详细内容参见上述方法实施例中步骤S105的相关描述。
本发明实施例提供的基于吸收光度法的气池参数设计装置，以朗伯比尔定律为基础，运用级数、对数、反函数等运算确定了气池腔镜的反射率与光程及光源功率利用率之间的量化关系，根据该量化关系，对于不同的气体检测要求，可以得到优化的气池参数设计方案，能够有效解决吸收气池的参数设计难题。
本发明实施例提供的基于吸收光度法的气池参数设计装置的功能描述详细参见上述实施例中基于吸收光度法的气池参数设计方法描述。
本发明实施例还提供一种存储介质，如图7所示，其上存储有计算机程序601，该指令被处理器执行时实现上述实施例中基于吸收光度法的气池参数设计方法的步骤。该存储介质上还存储有音视频流数据，特征帧数据、交互请求信令、加密数据以及预设数据大小等。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，该电子设备可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图1－5所示实施例中的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图5所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于吸收光度法的气池参数设计方法，其特征在于，所述气池的一端设置第一腔镜和光源，所述气池的另一端设置第二腔镜和探测器，所述方法包括：
根据所述第一腔镜的第一反射率、所述第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定所述探测器的接收光能和所述光源输出光能之间的第一关系；
根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；
根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述透过率根据输出光能和接收光能确定；
根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；
根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数；
所述第一关系通过以下公式表示：
Figure FDA0003904641020000011
其中，R1表示第一反射率，R2表示第二反射率，Tone＝1-Loss，Loss表示气池腔内损耗的占比，Iin表示所述光源输出光能，Iout表示所述探测器的接收光能，n表示所述光源输出的光束在气池腔内反射的次数；
所述第二关系通过以下公式表示：
Tone＝e-cσd＝1-Loss
其中，c表示气体浓度，σ表示气体消光系数，d表示气池腔长，Tone表示透光度；
根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，包括：
根据所述第一关系进行计算，得到所述透过率和所述透光度之间的第四关系；
将所述第四关系进行反向求解，得到所述透光度和所述透过率之间的第五关系；
根据所述第二关系和所述第五关系进行计算得到气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述第三关系通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000021
其中，Ttot表示透过率；
根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数，包括：
根据所述第三关系进行简化，得到消光因数和透过率之间的第六关系，所述第六关系通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000031
其中，b1＝R1R2，b2＝1+R1R2-R1-R2，
Figure FDA0003904641020000032
Figure FDA0003904641020000033
根据所述第二关系进行变形，得到消光因数和所述透光度之间的第七关系；
根据所述第六关系和所述第七关系确定所述光程的倍增因数，所述光程的倍增因数通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000034
根据所述透过率确定所述匹配光功率因数，所述匹配光功率因数通过下列公式表示：
Ieff＝Ttot(R1,R2)/Ttot(R1＝0,R2＝0)。
2.根据权利要求1所述的基于吸收光度法的气池参数设计方法，其特征在于，根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数，包括：
当所述光源的功率小于预设阈值时，根据光程的倍增因数和匹配光功率因数设置第一反射率和所述第二反射率小于预设阈值；
当进行痕量气体检测时，根据光程的倍增因数和匹配光功率因数设置第一反射率和所述第二反射率大于预设阈值。
3.一种基于权利要求1或2所述基于吸收光度法的气池参数设计方法设计的气池检测系统，其特征在于，包括：气池、光源、第一探测器、第二探测器、第一腔镜、第二腔镜、第一光阑、第二光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜以及分束镜，
所述光源发出的光束经过所述第一透镜、所述第一光阑、所述分束镜后分为两束，一束通过所述第二光阑以及所述第一腔镜进入到气池中，另一束通过所述第二透镜进入到所述第一探测器用于监测光源输出光束，经过所述第二腔镜输出的光束通过所述第三透镜进入到所述第二探测器中进行探测。
4.一种基于吸收光度法的气池参数设计装置，其特征在于，所述气池的一端设置第一腔镜和光源，所述气池的另一端设置第二腔镜和探测器，所述装置包括：
第一关系确定模块，用于根据所述第一腔镜的第一反射率、所述第二腔镜的第二反射率以及气池腔内损耗确定所述光源输出光能和所述探测器的接收光能之间的第一关系；
第二关系确定模块，用于根据朗伯比尔定律确定气池腔内损耗与气体浓度、消光系数以及气池腔长的第二关系；
第三关系确定模块，用于根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述透过率根据输出光能和接收光能确定；
因数确定模块，用于根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数；
气池参数确定模块，用于根据预设检测要求、所述光程的倍增因数和匹配光功率因数确定气池参数；
所述第一关系通过以下公式表示：
Figure FDA0003904641020000051
其中，R1表示第一反射率，R2表示第二反射率，Tone＝1-Loss，Loss表示气池腔内损耗的占比，Iin表示所述光源输出光能，Iout表示所述探测器的接收光能，n表示所述光源输出的光束在气池腔内反射的次数；
所述第二关系通过以下公式表示：
Tone＝e-cσd＝1-Loss
其中，c表示气体浓度，σ表示气体消光系数，d表示气池腔长，Tone表示透光度；
根据所述第一关系和所述第二关系确定气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，包括：
根据所述第一关系进行计算，得到所述透过率和所述透光度之间的第四关系；
将所述第四关系进行反向求解，得到所述透光度和所述透过率之间的第五关系；
根据所述第二关系和所述第五关系进行计算得到气体浓度与所述第一反射率、第二反射率以及透过率之间的第三关系，所述第三关系通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000061
其中，Ttot表示透过率；
根据所述第二关系和所述第三关系计算光程的倍增因数和匹配光功率因数，包括：
根据所述第三关系进行简化，得到消光因数和透过率之间的第六关系，所述第六关系通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000062
其中，b1＝R1R2，b2＝1+R1R2-R1-R2，
Figure FDA0003904641020000063
Figure FDA0003904641020000064
根据所述第二关系进行变形，得到消光因数和所述透光度之间的第七关系；
根据所述第六关系和所述第七关系确定所述光程的倍增因数，所述光程的倍增因数通过下列公式表示：
Figure FDA0003904641020000065
根据所述透过率确定所述匹配光功率因数，所述匹配光功率因数通过下列公式表示：
Ieff＝Ttot(R1,R2)/Ttot(R1＝0,R2＝0)。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1或2所述的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1或2所述的基于吸收光度法的气池参数设计方法。
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