CN113252597B - 一种矿用ndir气体传感器及浓度定量分析温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用NDIR气体传感器，包括红外调制光源、微处理器、A/D模数转换器、多通道转换器、放大器、气体池、出气口、进气口，所述红外调制光源放置在气体池内部一端，在气体池上部设有出气口和进气口，所述气体池内部另一端设有待测光过滤器和参考光过滤器，且在所述待测光过滤器和参考光过滤器的后侧对应位置分别设置待测光检测器和参考光检测器。本发明同时提供了一种矿用NDIR气体传感器的浓度定量分析温度补偿方法。本发明的矿用NDIR气体传感器消除了硬件波动和系统漂移对气体浓度定量分析的影响，同时本发明的浓度定量分析温度补偿方法解决了气体浓度检测过程中由于温度的影响导致检测结果不准确的问题，确保了气体浓度检测值的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及NDIR气体传感技术领域，具体涉及一种矿用NDIR气体传感器及浓度定量分析温度补偿方法。
背景技术
气体浓度检测在矿山、环保、石油、化工、冶金、燃气等存在易燃、易爆、毒性气体的危险场所中广泛运用。基于非色散红外(Non-Dispersive Infra-Red，以下简称“NDIR”)光谱传感器技术的气体分析仪作为一种快速、准确的气体定量分析技术，特别在煤矿井下气体检测、连续污染物监测(CEMS)及机动车尾气检测应用中十分普遍。但是传统的NDIR分析仪在对气体浓度进行检测时容易受到环境温度的影响，难以消除硬件波动和系统漂移对气体浓度定量分析的影响。
同时，在实际测试中发现，理想状态下的NDIR气体传感器Beer’s Law定律基本计算方法，选用的标准系数与红外气体传感器特定误差补偿系数差异较大，引入的误差补偿与实际偏差不符，而且在待测范围内线性化系数b和c取决于待测气体的浓度范围和修正曲线的拟合度；随着气体浓度逐渐升高，光的散射度增加引起吸收辐射比例越来越小，引起c值逐渐偏低，所以在气体检测过程中常常会出现由于温度变化导致气体浓度定量分析结果不准确的难题。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种矿用NDIR气体传感器及浓度定量分析温度补偿方法，能够解决现有气体浓度检测中由于温度影响导致检测结果不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿用NDIR气体传感器，包括红外调制光源、微处理器、A/D模数转换器、多通道转换器、放大器、气体池、出气口、进气口；所述红外调制光源放置在气体池内部一端，在气体池上部设有出气口和进气口，所述红外调制光源分别与设置在气体池外部的微处理器、A/D模数转换器、多通道转换器、放大器依次电连接，所述气体池内部另一端设有待测光过滤器和参考光过滤器，且在所述待测光过滤器和参考光过滤器的后侧对应位置分别设置待测光检测器和参考光检测器，放大器分别与所述待测光检测器和参考光检测器电连接。
进一步地，所述多通道转换器电连接温度传感器。
本发明另外提供一种矿用NDIR气体传感器的浓度定量分析温度补偿方法，包括以下步骤：
步骤1，根据公式(10)计算矿用NDIR气体传感器的零点校正前吸光度A，并根据不同测试环境温度拟合出零点校正前吸光度A随待测气体浓度变化的特征修正拟合曲线，由特征修正拟合曲线得出线性化系数b和c；
A＝d[1-exp(-bxc)] (10)
其中，
x为待测气体浓度，％；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
d是吸收辐射比例，指待测光检测器或参考光检测器探测区域内光吸收强度与气体池内待测气体吸光度的比值，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的d值固定不变，无量纲；
b和c为线性化系数，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的b值和c值固定不变，无量纲；
步骤2，基于步骤1的公式(10)，计算不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度AT及不同测试环境温度下的吸光度校正系数α；
步骤3，基于步骤1的公式(10)及步骤2，计算不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo；
步骤4，再根据气体浓度计算公式计算温度补偿后的气体浓度XT。
进一步地，所述步骤2具体包括：
在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气，所述高纯氮气的纯度为99.9999％，计算不同测试环境温度下气体浓度为0时的零点气体校正吸光度AT，假定不同测试环境绝对温度T时辐射光的透射率为(1-AT)，透射率是(T-Tcal)温度差的线性函数，则基于零点校正前吸光度A值，结合公式(10)，得到不同测试环境温度下的吸光度AT及不同测试环境温度下的吸光度校正系数α线性拟合公式(11)为：
(1-AT)＝(1-A)·(1+α(T-Tcal)) (11)
其中，
AT为不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
α为不同测试环境温度下的吸光度校正系数，用来表征零点校正前吸光度A随温度的变化量，通过式(11)拟合零点气体吸光度AT与(T-Tcal)的关系函数曲线斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸光度校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃。
进一步地，所述步骤3具体为：
在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气，所述高纯氮气的纯度为99.9999％，假设不同测试环境温度下的校正吸收辐射比例dT是(T-Tcal)温度差的线性函数，首先对校准温度下的dcal进行温度线性补偿，并结合式(10)、(11)，得到不同测试环境温度下的吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo线性拟合方程为：
dT＝dcal+βo(T-Tcal) (12)
其中，
dT为不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例d值，结合式(10)、(11)计算；
dcal为理想气体状态下校准温度对应的d值，通过式(12)线性拟合方程的截距取值；
βo为不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数，用来表征校正前吸收辐射比例d随温度的变化量，通过式(12)拟合不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT与(T-Tcal)的关系函数曲线斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸收辐射比例校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃。
进一步地，所述步骤4的气体浓度计算公式具体为：
其中，
XT是校正后不同测试环境温度下的待测气体浓度，％；
AT为步骤2计算得到的不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
dT为步骤2计算得到的不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例d值，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃；
b和c是线性化系数，由步骤1计算得出，无量纲。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明的矿用NDIR气体传感器在气体池一端设置了参考光过滤器和参考光检测器，可以消除由于光源波动和A/D模数转换波动造成的误差，完善了温度补偿装置。假设温度漂移造成吸光度A和吸收辐射比例d的变化特征符合线性函数，即可有效补偿气体浓度随温度漂移造成的误差；在原有NDIR气体传感器Beer’s Law定律拟合曲线的基础上，拟合了特征修正曲线，得到了线性化参数b和c值，并且确定了不同测试环境温度下的吸收辐射比例dT的校正系数βo和零点校正吸光度AT的校正系数α，最终得到了温度补偿后的矿用NDIR气体传感器气体浓度计算补偿方法，解决了气体浓度检测过程中由于温度的影响导致检测结果不准确的问题，消除了硬件波动和系统漂移对气体浓度定量分析的影响，确保了气体浓度检测值的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中NDIR气体传感器结构原理图，其中：1、红外调制光源，2、微处理器，3、A/D模数转换器，4、多通道转换器，5、放大器，6、气体池，7、待测光过滤器，8、待测光检测器，9、参考光过滤器，10、参考光检测器，11、出气口，12、进气口，13、温度传感器。
图2为本发明实施例中CO气体浓度在0～0.088％浓度时，室温条件下，CO气体零点校正前吸光度A随待测气体浓度变化的特征修正曲线与Beer’s Law拟合曲线的示意图；
图3为本发明实施例中CO气体浓度为0时，零点校正吸光度AT的校正系数α为0.000757、实测校准温度Tcal为294.08K、测试环境温度变化区间为270.15K～323.21K时，不同校正温度下零点校正吸光度AT的温度补偿曲线；
图4为本发明实施例中CO气体浓度为0时，零点吸收辐射比例校正系数βo为0.00165、实测校准温度Tcal为294.08K、测试环境温度变化区间为270.15K～323.21K时，不同校正温度条件下的吸收辐射比例dT的温度补偿曲线。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种矿用NDIR气体传感器，包括红外调制光源1、微处理器2、A/D模数转换器3、多通道转换器4、放大器5、气体池6、出气口11、进气口12；所述红外调制光源(提供黑体辐射光1放置在气体池6内部一端，在气体池6上部设有出气口和进气口，气体池6内部另一端设有待测光过滤器7和参考光过滤器9，且在所述待测光过滤器7和参考光过滤器9的后侧对应位置分别设置待测光检测器8和参考光检测器10，所述红外调制光源1分别与设置在气体池6外部的微处理器2、A/D模数转换器3、多通道转换器4、放大器5依次电连接，放大器5分别与所述带测光检测器8和参考光检测器10电连接。
所述多通道转换器4电连接温度传感器13。
其中，红外调制光源1用于提供黑体辐射光；微处理器2用于数值计算和系统控制；A/D模数转换器3用于将气体浓度和温度模拟量转换成数值量；多通道转换器4用于合理使用A/D模数转换器；放大器5用于放大微弱的模拟信号；气体池6用于采集待测气体；待测光过滤器7的波长是待测气体的吸收波长；参考光过滤器9的波长是不会被绝大多数气体吸收的波长(绝大多数气体是指除了待测气体之外的煤矿井下的常量气体)，参考光过滤器9用于检验待测光过滤器7是否只吸收待测气体的波长；待测光检测器8和参考光检测器10将红外光转换成电信号；温度传感器及探头13用于检测环境温度。
参见图2～图4，本发明另外提供一种矿用NDIR气体传感器的浓度定量分析温度补偿方法，包括以下步骤：
步骤1，根据公式(10)计算矿用NDIR气体传感器的零点校正前吸光度A，并根据不同测试环境温度拟合出零点校正前吸光度A随待测气体浓度变化的特征修正拟合曲线，由特征修正拟合曲线得出线性化系数b和c；
A＝d[1-exp(-bxc)] (10)
其中，
x为待测气体浓度，％；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
d是吸收辐射比例，指待测光检测器或参考光检测器探测区域内光吸收强度与气体池内待测气体吸光度的比值，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的d值固定不变，无量纲；
b和c为线性化系数，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的b值和c值固定不变，无量纲；
公式(10)的计算过程具体为：
矿用NDIR气体传感器中待测光检测器或参考光检测器的辐射强度测值I是吸收强度Ia和未转换成光电流的光子强度Ip的总和：
I＝Ia+Ip (1)
其中，
I是待测光检测器或参考光检测器辐射光强度，用基尔霍夫积分定理计算，单位candela，简称“cd”，以下类同；
Ia是辐射光吸收强度Ia，cd；
Ip是未转换成光电流的光子强度，cd。
待测光检测器或参考光检测器接收到的光子中未转换光电流的光子强度Ip是入射光强度I0的比值：
Ip＝a·I0 (2)
其中，
I0是入射光强度，cd；
a是转换比例系数，无量纲。
入射光变成光电流的光子强度随光程的变化如下：
dIa/dz＝-sNI (3)
其中，
z是入射光行程，m；
s是吸收分子的横截面，m2
N是分子数，无量纲。
将式(1)、(2)代入式(3)，并定义Ip不变，则：
积分可得：
ln(I-aI0)-ln(I0-aI0)＝-sNm (6)
其中，
m是路径长度，m；
l为吸收光程，m；
分子数N与待测气体浓度x成正比关系，可通过线性系数b表示，则式(6)可变为：
零点校正前吸光度A定义为：
进一步，采用非吸收辐射强度百分比(1-d)代替a，其中d是吸收辐射比例，则式(7)可变为：
A＝d-dexp(-b·x) (9)
在实际测试过程中，考虑到路径长度、光散射的变化，仍不能精确拟合数据，本发明设计引入幂项为解决此问题奠定基础；则式(9)可变为公式(10)，根据公式(10)计算矿用NDIR气体传感器的零点校正前吸光度A，并根据不同测试环境温度拟合出零点校正前吸光度A随待测气体浓度变化的特征修正拟合曲线：
A＝d[1-exp(-bxc)] (10)
其中，
d是零点校正前的吸收辐射比例，指待测光检测器或参考光检测器探测区域内光吸收强度与气体池内待测气体吸光度的比值，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的d值固定不变，无量纲；
x是待测气体浓度，％；
b和c是线性化系数，由特征修正拟合曲线的非线性拟合方程，即公式(10)确定取值，无量纲。
本实施例选取CO气体为例，在室温条件下，采用本发明的矿用NDIR气体传感器测试CO标气浓度分别为0.002％、0.004％、0.007％、0.01％、0.02％、0.03％、0.05％、0.07％、0.088％时，计算对应的零点校正前吸光度A。
首先将上述测试数据代入公式(9)中，拟合了零点校正前吸光度A随CO浓度变化的标准Beer’s Law拟合曲线，得到d值为0.0848，b值为0.6126，曲线拟合度R2为仅为0.9994；然后将上述测试CO标气浓度数据代入公式(10)中，拟合了零点校正前吸光度A随CO浓度变化的特征修正拟合曲线，得到d值为0.5414，b值为12.759，c值为1.1081，曲线拟合度R2为0.99993，因此，本发明提出的特征修正曲线拟合精度优于Beer’s Law曲线拟合精度，详见图2。
在矿用NDIR气体传感器实际测试过程中发现，随着CO气体浓度升高，线性化系数c值相应的逐渐偏低，传感器的测试精度与Beer's定律的理想状态测值偏差逐渐增大，这是因为随着气体浓度逐渐升高，光的散射度增加引起吸收辐射比例d值越来越小，即红外探测器上的光敏元件接收到的光子个数与气体池内所有被待测气体所衰减过的所有光子个数的比值越来越小。此外，测试环境温度的变化直接影响到吸光度、吸收辐射比例和校正气体浓度，为确保气体浓度测值的准确性，因此，迫切需要引入温度补偿算法，确定不同测试环境温度下的吸光度校正系数α、不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo。
步骤2，基于步骤1的公式(10)，根据温度补偿算法，计算得到不同测试环境温度下的CO气体零点校正吸光度AT、不同测试环境温度下的吸光度校正系数α；
所述步骤2具体包括以下步骤：
温度补偿算法的收敛性取决于待测气体所需的数据精度，为确保气体的分析精度，在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气(纯度为99.9999％)，计算不同测试环境温度下CO气体浓度为0时的零点气体校正吸光度AT；
假定不同测试环境温度T时辐射光的透射率为(1-AT)，透射率是(T-Tcal)温度差的线性函数，则基于零点校正前吸光度A值，结合公式(10)，得到不同测试环境温度下的吸光度AT及不同测试环境温度下的吸光度校正系数α线性拟合公式(11)为：
(1-AT)＝(1-A)·(1+α(T-Tcal)) (11)
其中，
AT为不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
α为不同测试环境温度下的吸光度校正系数，用来表征零点校正前吸光度A随温度的变化量，取决于控制探测器灵敏度和滤波器透射度的温度函数，通过式(11)拟合零点气体吸光度AT与(T-Tcal)的关系函数曲线斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸光度校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃。
参见图3，当实测校准温度tcal为20.93℃，即校准绝对温度Tcal＝294.08K，测试环境温度变化区间：T＝270.15K～323.21K时，在CO气体浓度为0时，根据式(11)，得到了不同测试环境温度下的零点气体吸光度AT，再通过线性拟合曲线得到吸光度校正系数α为0.000757，相似拟合度R2为0.99218，计算结果详见表1。
步骤3，基于步骤1的公式(10)及步骤2，计算不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo；
步骤3的具体步骤为：
为确保温度补偿算法的收敛性，在得到不同测试环境温度下的CO气体零点气体校正吸光度AT后，应进一步对不同测试环境温度下的吸收辐射比例dT在理想气体状态下进行校正；
在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气(纯度为99.9999％)，假设不同测试环境温度下的校正吸收辐射比例dT是(T-Tcal)温度差的线性函数，首先对校准温度下的dcal进行温度线性补偿，并结合式(10)、(11)，得到不同测试环境温度下的吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo线性拟合方程为：
dT＝dcal+βo(T-Tcal) (12)
其中，
dT为不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例d值，结合式(10)、(11)计算；
dcal为理想气体状态下校准温度对应的d值，通过式(12)线性拟合方程的截距取值；
βo为不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数，用来表征校正前吸收辐射比例d随温度的变化量，通过式(12)拟合不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT与(T-Tcal)的关系函数曲线斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸收辐射比例校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃。
参见图4，当实测校准温度tcal为20.93℃，即校准绝对温度Tcal＝294.08K，测试环境温度变化区间：T＝270.15K～323.21K时，根据式(12)，在CO气体浓度为0时，得到了不同测试环境温度下的零点气体吸收辐射比例dT，通过线性拟合曲线得到不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo为0.00165，相似拟合度R2为0.9997；计算结果详见表1。
步骤4，再根据气体浓度计算公式计算温度补偿后的气体浓度XT。
所述气体浓度计算公式具体为：
其中，
XT是校正后不同测试环境温度下的待测气体浓度，％；
AT为步骤2计算得到的不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
dT为步骤3计算得到的不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例d值，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃；
b和c是线性化系数，无量纲；
本实施例实测校准温度tcal为20.93℃，即校准绝对温度Tcal＝294.08K，测试环境温度变化区间：T＝270.15K～323.21K。b值和c值由所述步骤1计算得到，其中b值为12.759，c值为1.1081。
由此，步骤1～步骤4完成了线性化参数b值和c值的计算，确定了不同测试环境温度下的吸光度校正系数α和不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo，得到了温度补偿后的矿用NDIR气体传感器浓度计算公式。
以CO标气浓度0.01％为例，采用式(13)计算得到了温度补偿后的CO气体NDIR传感器浓度计算结果XT，详见表1。
表1矿用NDIR气体传感器温度补偿浓度计算结果(CO气体浓度0.01％，α＝0.000757，βo＝0.00165)
通过对比分析可知，通过本发明的温度补偿后的CO气体浓度修正值和标气浓度值吻合良好，最大绝对误差仅为-0.00053％，测量精度优，符合能源行业标准《NB/T 10162-2019煤矿用红外气体分析仪通用技术条件》规定的基本误差和定量重复性要求，可见本发明的准确有效性。
本实施例是仅采用矿用NDIR气体传感器对CO气体的浓度定量分析温度补偿方法，同时本发明的装置和方法也可用于SF6、CH4、CO2等气体的光谱浓度定量分析温度补偿。结合低功耗嵌入式电路系统，将本发明的气体浓度计算补偿方法嵌入到目标气体NDIR气体传感器的微处理器2中(嵌入方法为公知技术，不再赘述)，而后把所有目标气体的红外传感器集成到煤矿井下本安型红外光谱气体分析仪中，可实现煤矿井下CO、SF6、CH4、CO2等气体浓度在线定量监测。
Claims (1)
1.一种矿用NDIR气体传感器的浓度定量分析温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据公式(10)表达矿用NDIR气体传感器的零点校正前吸光度A，并根据不同测试环境温度拟合出零点校正前吸光度A随待测气体浓度变化的特征修正拟合曲线，由特征修正拟合曲线得出线性化系数b和c；
A＝d[1-exp(-bxc)] (10)
其中，
x为待测气体浓度，％；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
d是吸收辐射比例，指矿用NDIR气体传感器的待测光检测器或参考光检测器的探测区域内光吸收强度与矿用NDIR气体传感器的气体池内待测气体吸光度的比值，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的d值固定不变，无量纲；
b和c为线性化系数，由特征修正拟合曲线确定取值，同一种矿用NDIR气体传感器的b值和c值固定不变，无量纲；
步骤2，计算不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度AT及不同测试环境温度下的吸光度校正系数α，具体步骤为：
在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气，作为气体浓度为0的零点气体，所述高纯氮气的纯度为99.9999％，计算不同测试环境温度下零点气体的校正吸光度AT，假定在不同测试环境绝对温度T时辐射光的透射率为1-AT，透射率是温度差T-Tcal的线性函数，结合公式(10)获得零点校正前的吸光度A，将不同测试环境温度下的零点校正前吸光度A、校正吸光度AT及吸光度校正系数α拟合为公式(11)：
(1-AT)＝(1-A)·(1+α(T-Tcal)) (11)
其中，
AT为不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
A为零点校正前吸光度，无量纲；
α为不同测试环境温度下的吸光度校正系数，用来表征零点校正前吸光度A随温度的变化量，通过式(11)拟合零点气体吸光度AT与(T-Tcal)的关系函数曲线的斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸光度校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃；
步骤3，计算不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo，具体步骤为：
在理想气体状态下，向矿用NDIR气体传感器通入高纯氮气，所述高纯氮气的纯度为99.9999％，假设不同测试环境温度下的校正吸收辐射比例dT是温度差T-Tcal的线性函数，对校准温度下的dcal进行温度线性补偿，得到不同测试环境温度下的校正吸收辐射比例dT及不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数βo的线性拟合方程为：
dT＝dcal+βo(T-Tcal) (12)
其中，
dT为不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例，结合式(10)、(11)计算；
dcal为理想气体状态下校准温度对应的d值，通过式(12)线性拟合方程的截距取值；
βo为不同测试环境温度下的吸收辐射比例校正系数，用来表征校正前吸收辐射比例d随温度的变化量，通过式(12)拟合不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例dT与(T-Tcal)的关系函数曲线的斜率确定，且相对于零点气体浓度和不同气体浓度时吸收辐射比例校正系数不变，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃；
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃；
步骤4，根据气体浓度计算公式计算温度补偿后的气体浓度XT，气体浓度计算公式具体为：
其中，
XT是校正后不同测试环境温度下的待测气体浓度，％；
AT为步骤2计算得到的不同测试环境温度下的气体零点校正吸光度，无量纲；
dT为步骤3计算得到的不同测试环境温度下校正后的吸收辐射比例，无量纲；
Tcal为校准绝对温度，K；Tcal＝273.15+tcal，其中tcal为校准温度，℃
T为测试环境绝对温度，K；T＝273.15+t，其中t为测试环境温度，℃；
b和c是线性化系数，由步骤1计算得出，无量纲。
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