CN113466174A - 甲烷气体浓度检测方法、装置及微控制器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种甲烷气体浓度检测方法、装置及微控制器。本公开提供的技术方案，根据检测腔的检测温度来调整激光发射管的温度，使激光发射管发射的波长能随检测腔的检测温度变化而变化，弥补检测腔的温度变化带来的吸收波长的变化，从起因上进行温度补偿，受环境影响较小，提高甲烷浓度检测的精确性。
Description
技术领域
本公开涉及甲烷检测技术领域，具体地，涉及一种甲烷气体浓度检测方法、装置及微控制器。
背景技术
目前便携式甲烷检测仪多采用物理的方法进行检测。物理方法目前主要采用TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectrometry，可调谐二极管激光吸收光谱法)方法检测甲烷气体的浓度，即通过甲烷气体对近红外光吸收，对比吸收前和吸收后的强度(幅度)来计算甲烷的浓度。
目前的甲烷检测方法，一定程度上可以补偿温度对甲烷测试浓度的影响。但是其温度补偿效果受环境的影响较大，当环境温度过高或过低容易出现补偿过度的现象，导致甲烷测试浓度误差偏大。
发明内容
本公开的目的在于提供一种从起因上进行温度补偿的甲烷气体浓度检测方法、装置及微控制器，使得甲烷气体浓度检测结果受环境影响小，检测精度较高。
为了实现上述目的，本公开提供一种甲烷气体浓度检测方法，应用于甲烷气体浓度检测装置，所述甲烷气体浓度检测装置包括激光发射管、容纳甲烷气体的检测腔和与所述激光发射管电连接的微控制器，所述方法包括：
所述微控制器根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
所述微控制器根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
可选地，所述激光发射管包括用于控制所述激光发射管温度的温度控制器，所述温度补偿关系的建立步骤包括：
确定所述激光发射管扫描电流的调制区间；
控制所述检测腔对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系；
其中，对于每次检测，所述激光发射管的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
可选地，所述确定所述激光发射管扫描电流的调制区间包括：
当所述检测腔内通入一标准甲烷气体时，控制所述激光发射管工作在预设温度下，调整所述激光发射管的扫描电流直至获得所述调制区间；
其中，所述激光发射管以所述调制区间进行电流扫描的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
可选地，所述根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度包括：
获得所述检测腔的检测温度，根据所述温度补偿关系获得与所述检测温度对应的温度控制器的值，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描及根据所述温度控制器的值调整所述激光发射管的温度。
可选地，所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系的建立步骤包括：
控制所述检测腔处于预设温度下，所述激光发射管的温度控制器的值等于根据所述温度补偿关系获得的与所述预设温度对应的优化值，并且所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，向所述检测腔通入不同浓度的标准甲烷气体进行测量，不同浓度下测量时，测量每一浓度的标准甲烷气体的吸收幅度，建立所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系。
本公开还提供一种微控制器，应用于甲烷气体浓度测试，所述微控制器与激光发射管电连接，所述微控制器包括：
控制模块，用于根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
处理模块，用于根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
本公开还提供一种甲烷气体浓度检测装置，所述甲烷气体浓度检测装置包括激光发射管、容纳甲烷气体的检测腔和与所述激光发射管电连接的微控制器；
所述微控制器用于，根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
所述微控制器还用于，根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
可选地，所述激光发射管包括用于控制所述激光发射管温度的温度控制器，所述温度补偿关系是通过如下方式建立的：
确定所述激光发射管扫描电流的调制区间；
控制所述检测腔对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系；
其中，对于每次检测，所述激光发射管的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本公开还提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。
本公开提供的技术方案，根据检测腔的检测温度来调整激光发射管的温度，使激光发射管发射的波长能随检测腔的检测温度变化而变化，弥补检测腔的温度变化带来的吸收波长的变化，从起因上进行温度补偿，受环境影响较小，提高甲烷浓度检测的精确性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开实施例提供的一种甲烷气体浓度检测方法的流程图。
图2是一种温度下，常见气体的吸收光谱。
图3是本公开实施例在建立标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系时，一次测量中扫描电流扫描一个调制区间得到的数据示意图。
图4是本公开实施例建立的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系的示意图。
图5是本公开实施例提供的一种微控制器的框图。
图6是本公开实施例提供的一种甲烷气体浓度检测装置的框图。
图7是本公开实施例提供的另一种甲烷气体浓度检测装置的框图。
图8是本公开实施例提供的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
发明人在研究过程中发现，目前的甲烷检测方法出现温度补偿效果受环境影响较大，导致甲烷测试浓度误差较大问题的原因是：目前的甲烷检测方法是对测试结果进行补偿，其是根据各标准浓度的甲烷气体的测试幅度(结果)与检测腔温度变化的关系进行补偿的，未分析检测腔温度变化导致各标准浓度甲烷气体的测试幅度变化的原因。
因此，发明人深入分析了检测温度(检测腔的温度)对甲烷气体浓度检测产生影响的起因。经发明人分析发现，检测温度(检测腔的温度)对甲烷气体浓度检测产生影响的起因是：当检测温度变化，会造成甲烷气体吸收波长(气体的全线宽和吸收峰中心波长)变化。当检测温度降低时，吸收波长减小，反之，吸收波长增大。
据此，本公开实施例提出了一种从起因上，通过改变发射波长，以使吸收波长不变来进行温度补偿的甲烷气体浓度检测方法、装置、微控制器、可读介质及电子设备。
本公开实施例提供了一种甲烷气体浓度检测方法，应用于甲烷气体浓度检测装置。所述甲烷气体浓度检测装置包括激光发射管、容纳甲烷气体的检测腔和与所述激光发射管电连接的微控制器。如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S11，所述微控制器根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度。
其中，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系。所述激光发射管可以为可调谐半导体激光器，其发射的光的波长随该激光发射管的温度和扫描电流而改变。在实际使用时，可以通过控制所述激光发射管的温度来对其发射光的波长进行粗调，通过控制所述激光发射管的扫描电流的扫描区间来对其发射光的波长进行细调。
步骤S13，所述微控制器根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
其中，所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系的建立过程包括：所述微控制器根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对标准甲烷气体进行浓度检测。所述吸收幅度为检测得到的，与吸收强度成正相关。
本公开提供的技术方案，根据检测腔的检测温度来调整激光发射管的温度，使激光发射管发射的波长能随检测腔的检测温度变化而变化，弥补检测腔的温度变化带来的吸收波长的变化，从起因上进行温度补偿，受环境影响较小，提高甲烷浓度检测的精确性。
可选地，所述激光发射管包括用于控制所述激光发射管温度的温度控制器。所述温度控制器可以为电位器。所述激光发射管可以包括4个pin脚，其中两脚分别与所述微控制器连接以加载电压的正负极(加载扫描电流)，另两脚与所述温度控制器连接以被控制温度。所述温度补偿关系的建立步骤包括：
确定所述激光发射管扫描电流的调制区间。
图2为一种温度下，常见气体的吸收光谱。如图2所示，考虑到选择的检测气体的吸收峰需要避免与其它气体吸收峰重叠，并且该吸收峰所在的波长区间为吸收系数较高的波长区间。在实际使用时，可以选择1654nm波长(左右)的甲烷气体吸收峰作为甲烷检测的中心波长。可选地，确定所述激光发射管扫描电流的调制区间的方式可以是：当所述检测腔内通入一标准甲烷气体时，控制所述激光发射管工作在预设温度下，调整所述激光发射管的扫描电流直至获得所述调制区间；其中，所述激光发射管以所述调制区间进行电流扫描的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。具体实验过程如下：可以将所述检测腔置于一温度(例如，室温)下，在所述检测腔内通入一种浓度的标准甲烷气体，控制所述激光发射管工作在预设温度下，调整所述激光发射管的扫描电流，通过观察与光敏接收管连接的示波器的电压变化找到甲烷气体吸收峰，并且在甲烷气体吸收峰出现时，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域。其中，所述预设温度为大概能产生甲烷气体吸收峰的温度。其中，所述扫描电流为锯齿状，如图7所示。
控制所述检测腔对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系。其中，对于每次检测，所述激光发射管的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
具体实施时，在所述检测腔通入一种浓度的标准甲烷气体，改变所述检测腔的温度进行检测，不同温度下检测时，都使所述激光发射管的扫描电流的扫描区间不变即在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值，使激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现，记录此时温度控制器的值即为所述优化值。对于每次检测，可以得到一个温度控制器的所述优化值，及得到该优化值时的检测腔的温度。对于多次检验，可以获得多个所述优化值，及与每个温度控制器的优化值对应的检测腔的温度。因此，可以建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，即建立所述温度补偿关系。
在进行温度补偿后，还需要将甲烷气体浓度检测装置的检测值(吸收幅度)与标准浓度进行标定。才可以根据甲烷气体浓度检测装置的检测值得到标准浓度。可选地，所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系的建立步骤包括：
控制所述检测腔处于预设温度下，所述激光发射管的温度控制器的值等于根据所述温度补偿关系获得的与所述预设温度对应的优化值，并且所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，向所述检测腔通入不同浓度的标准甲烷气体进行测量，不同浓度下测量时，测量每一浓度的标准甲烷气体的吸收幅度，建立所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系。
具体实施时，控制所述检测腔处于预设温度下，所述激光发射管的温度控制器的值等于根据所述温度补偿关系获得的与所述预设温度对应的优化值，并且所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，在所述检测腔通入不同浓度的标准甲烷气体，例如分别通入0.25％、0.8％、2％、3％、4％浓度的标准甲烷气体进行测量。对于每次测量，可以得到一个吸收幅度，及得到该吸收幅度的标准甲烷气体的浓度。例如，如图3所示，为一次测量中扫描电流扫描一个调制区间得到的数据。图3中，A线表示激光发射管发射的光被甲烷气体吸收前得到的原始曲线(近似于直线)，B曲线表示激光发射管发射的光被某一标准甲烷气体吸收后得到的曲线，C点表示一标准甲烷气体吸收峰对应的采样点(位于所述扫描电流扫描区间的中心区域)。B曲线的两端不在甲烷气体吸收谱线之间，可以认为没有甲烷气体的吸收。因此，可以在B曲线的两端各找两端靠中间的几个点，拟合成直线，该直线可以认为没有吸收的原始曲线，即得到A线。对于多次检验，可以获得多个吸收幅度，及与每个吸收幅度对应的标准甲烷气体的浓度。因此，可以建立所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，例如，如图4所示。
在具体实施时，根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测的具体步骤包括：
获得所述检测腔的检测温度，根据所述温度补偿关系获得与所述检测温度对应的温度控制器的值，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描及根据所述温度控制器的值调整所述激光发射管的温度。
根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
基于上述发明构思，本公开实施例还提供一种微控制器10，应用于甲烷气体浓度测试。所述微控制器与激光发射管电连接。如图5所示，所述微控制器包括：
控制模块11，用于根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系。
处理模块13，用于根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
本公开提供的技术方案，根据检测腔的检测温度来调整激光发射管的温度，使激光发射管发射的波长能随检测腔的检测温度变化而变化，弥补检测腔的温度变化带来的吸收波长的变化，从起因上进行温度补偿，受环境影响较小，提高甲烷浓度检测的精确性。
基于上述发明构思，本公开实施例还提供一种甲烷气体浓度检测装置。如图6所示，所述甲烷气体浓度检测装置包括微控制器10、激光发射管30和检测腔50。所述激光发射管30与所述微控制器10电连接。所述检测腔50用于容纳待测甲烷气体，并接收所述激光发射管30发射的光。
所述微控制器10用于，根据所述检测腔50的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管30的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔50的检测温度与所述激光发射管30的温度的对应关系。
所述微控制器10还用于，根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
本公开提供的技术方案，根据检测腔50的检测温度来调整激光发射管30的温度，使激光发射管30发射的波长能随检测腔50的检测温度变化而变化，弥补检测腔50的温度变化带来的吸收波长的变化，从起因上进行温度补偿，受环境影响较小，提高甲烷浓度检测的精确性。
可选地，所述激光发射管30包括用于控制所述激光发射管30温度的温度控制器，所述温度补偿关系是通过如下方式建立的：
确定所述激光发射管30扫描电流的调制区间。
控制所述检测腔50对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管30的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔50的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔50的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系。其中，对于每次检测，所述激光发射管30的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管30的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
可选地，确定所述激光发射管30扫描电流的调制区间的方式可以是：当所述检测腔50内通入一标准甲烷气体时，控制所述激光发射管30工作在预设温度下，调整所述激光发射管30的扫描电流直至获得所述调制区间；其中，所述激光发射管30以所述调制区间进行电流扫描的情况下，所述激光发射管30的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
可选地，所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系是通过如下方式建立的：
控制所述检测腔50处于预设温度下，所述激光发射管30的温度控制器的值等于根据所述温度补偿关系获得的与所述预设温度对应的优化值，并且所述激光发射管30在所述调制区间下进行电流扫描，向所述检测腔50通入不同浓度的标准甲烷气体进行测量，不同浓度下测量时，测量每一浓度的标准甲烷气体的吸收幅度，建立所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系。
在一具体实施方式中，如图7所示，所述甲烷气体浓度检测装置还包括光敏接收管70，所述光敏接收管70与所述微控制器10电连接。所述检测腔50连接在所述激光发射管30与所述光敏接收管70之间。所述微控制器10用于发送电信号以控制所述激光发射管30的扫描电流及根据所述检测腔50的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管30的温度。所述激光发射管30用于在微控制器10的控制下发射容易被甲烷气体吸收的红外波。所述检测腔50用于容纳待测甲烷气体。当所述检测腔容纳有待测甲烷气体时，激光发射管30发射的红外波穿过所述检测腔50后，其部分波长会被所述待测甲烷气体吸收。所述光敏接收管70用于接收激光发射管30发射的穿过所述检测腔50后的红外波，并把与接收到的红外波对应的光信号转化为电信号并发送至所述微控制器10。当所述检测腔容纳有待测甲烷气体时，所述微控制器10还用于根据所述光敏接收管70发送的电信号及所述微控制器10发送的控制所述激光发射管30的电信号得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，以及根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
在具体实施时，所述甲烷气体浓度检测装置还包括壳体和显示器。所述显示器与所述微控制器电连接，用于显示所述微控制器的数据。所述微控制器、激光发射管、检测腔和光敏接收管设置于所述壳体内，所述显示器出露于所述壳体外，使所述甲烷气体浓度检测装置形成一个便携式仪器。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于上述发明构思，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述甲烷气体浓度检测方法的步骤。
基于上述发明构思，本公开实施例还提供一种电子设备。图8是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图8所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的甲烷气体浓度检测方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的甲烷气体浓度检测方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的甲烷气体浓度检测方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的甲烷气体浓度检测方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种甲烷气体浓度检测方法，应用于甲烷气体浓度检测装置，所述甲烷气体浓度检测装置包括激光发射管、容纳甲烷气体的检测腔和与所述激光发射管电连接的微控制器，其特征在于，所述方法包括：
所述微控制器根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
所述微控制器根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
2.根据权利要求1所述的甲烷气体浓度检测方法，其特征在于，所述激光发射管包括用于控制所述激光发射管温度的温度控制器，所述温度补偿关系的建立步骤包括：
确定所述激光发射管扫描电流的调制区间；
控制所述检测腔对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系；
其中，对于每次检测，所述激光发射管的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
3.根据权利要求2所述的甲烷气体浓度检测方法，其特征在于，所述确定所述激光发射管扫描电流的调制区间包括：
当所述检测腔内通入一标准甲烷气体时，控制所述激光发射管工作在预设温度下，调整所述激光发射管的扫描电流直至获得所述调制区间；
其中，所述激光发射管以所述调制区间进行电流扫描的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
4.根据权利要求2或3所述的甲烷气体浓度检测方法，其特征在于，所述根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度包括：
获得所述检测腔的检测温度，根据所述温度补偿关系获得与所述检测温度对应的温度控制器的值，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描及根据所述温度控制器的值调整所述激光发射管的温度。
5.根据权利要求4所述的甲烷气体浓度检测方法，其特征在于，所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系的建立步骤包括：
控制所述检测腔处于预设温度下，所述激光发射管的温度控制器的值等于根据所述温度补偿关系获得的与所述预设温度对应的优化值，并且所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，向所述检测腔通入不同浓度的标准甲烷气体进行测量，不同浓度下测量时，测量每一浓度的标准甲烷气体的吸收幅度，建立所述标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系。
6.一种微控制器，应用于甲烷气体浓度测试，所述微控制器与激光发射管电连接，其特征在于，所述微控制器包括：
控制模块，用于根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
处理模块，用于根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
7.一种甲烷气体浓度检测装置，所述甲烷气体浓度检测装置包括激光发射管、容纳甲烷气体的检测腔和与所述激光发射管电连接的微控制器，其特征在于：
所述微控制器用于，根据所述检测腔的检测温度和预存的温度补偿关系调整所述激光发射管的温度对待测甲烷气体进行检测，得到所述待测甲烷气体的吸收幅度，所述温度补偿关系反映所述检测腔的检测温度与所述激光发射管的温度的对应关系；
所述微控制器还用于，根据检测得到的所述待测甲烷气体的吸收幅度及预存的标准甲烷气体的吸收幅度与标准浓度的对应关系，得到所述待测甲烷气体的标准浓度。
8.根据权利要求7所述的甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，所述激光发射管包括用于控制所述激光发射管温度的温度控制器，所述温度补偿关系是通过如下方式建立的：
确定所述激光发射管扫描电流的调制区间；
控制所述检测腔对一标准甲烷气体在不同检测温度下进行检测，不同温度下检测时，控制所述激光发射管在所述调制区间下进行电流扫描，调节所述激光发射管的温度控制器的值直至获得优化值，建立所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系，所述温度控制器的优化值与所述检测腔的检测温度的对应关系即为所述温度补偿关系；
其中，对于每次检测，所述激光发射管的温度控制器的值等于所述优化值的情况下，所述激光发射管的扫描电流在所述调制区间的中心区域时，甲烷气体吸收峰出现。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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- 2020-03-31 CN CN202010247188.5A patent/CN113466174A/zh active Pending
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