三通道红外气体传感器的CO气体测量方法,申请号CN201210102352.9-传众专利搜索

发明名称	三通道红外气体传感器的CO气体测量方法
摘要	本发明提供一种三通道红外气体传感器的CO气体测量方法，该测量方法包括以下步骤：分别向所述测量气室中通入不同浓度的CO2气体，以建立CO2气体浓度查询表；分别向所述测量气室中通入不同浓度的CO气体，以建立CO气体浓度查询表；向所述测量气室中通入待测CO气体，进行气体浓度测量。在该发明方法中，气体的透射比与气体浓度之间存在对应的关系，通过利用红外探测器输出信号的比值与气体浓度之间的关系，建立CO2和CO气体浓度查询表，消除了CO中所含有的CO2对测量CO气体浓度的影响，提高了CO气体浓度测量的精度，还能测量所含CO2气体的浓度，特别适于低浓度的CO气体浓度测量。
申请公布号	CN102608063B	申请公布日期	2014.03.26
申请号	CN201210102352.9	申请日期	2012.04.10
申请人	河南汉威电子股份有限公司	发明人	王书潜;任志雷;祁泽刚;连金锋;侯宗合;赵云祥
分类号	G01N21/3504(2014.01)I	主分类号	G01N21/3504(2014.01)I
代理机构	郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙) 41117	代理人	黄军委
主权项	1.一种三通道红外气体传感器的CO气体测量方法，包括：红外光源模块发出宽带脉冲红外光，则三通道红外气体探测器输出三个输出信号：4.0um吸收峰处的参考通道输出信号<img file="713482DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="24" he="26" />、4.26um吸收峰处的CO<sub>2</sub>通道输出信号<img file="692939DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="33" he="32" />和4.6um吸收峰处的CO通道输出信号<img file="534993DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="29" he="26" />；三个输出信号具有如下关系：<img file="930203DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="151" he="32" /><img file="806892DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="193" he="33" />1-1<img file="691671DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="238" he="33" />其中，<img file="958705DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="15" he="26" />表示4.0um处的光源强度，<img file="219922DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="21" he="31" />表示4.26um处的光源光强，<img file="954047DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="24" he="31" />表示4.6um处的光源光强，<img file="947411DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="25" he="26" />表示三通道红外气体探测器在4.0um处的响应度，<img file="764057DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="23" he="26" />表示三通道红外气体探测器在4.26um处的响应度，<img file="501069DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="25" he="26" />表示三通道红外气体探测器在4.6um处的响应度，<img file="86771DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="31" he="34" />表示测量气室的透射比，<img file="578932DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="26" he="28" />表示CO<sub>2</sub>气体在4.26um处的透射比，<img file="820558DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="35" he="30" />表示CO<sub>2</sub>气体在4.6um处的透射比，<img file="220315DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="21" he="26" />表示CO气体在4.6um处的透射比；由比尔朗伯定律可知，气体透射比与气体浓度有如下关系：<img file="926103DEST_PATH_IMAGE017.GIF" wi="86" he="34" />1-2其中，k表示气体的吸收系数，c表示气体的浓度，l表示气体的吸收厚度；其特征在于，该测量方法包括以下步骤：步骤1、建立CO<sub>2</sub>气体浓度查询表：当红外光源模块发出宽带脉冲红外光，并分别向所述测量气室中通入不同浓度的CO<sub>2</sub>时，则三通道红外气体探测器输出三个输出信号，由关系1-1可知如下关系<img file="261269DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="154" he="33" /><img file="52508DEST_PATH_IMAGE019.GIF" wi="189" he="33" />1-3<img file="190709DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="203" he="33" />由于同一光源光强的光谱分布是不变的，可知<img file="688687DEST_PATH_IMAGE021.GIF" wi="20" he="30" />与<img file="522651DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="22" he="27" />的比值是定值，同时，同一三通道红外探测器不同波长的响应度的比值也是一个定值，则使<img file="535606DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="27" he="26" />与<img file="418111DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="29" he="26" />相比，可得到<img file="832912DEST_PATH_IMAGE025.GIF" wi="27" he="26" />与<img file="775460DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="29" he="26" />的比值、<img file="275712DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="26" he="28" />与<img file="758646DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="35" he="30" />的比值之间的对应关系<img file="231215DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="208" he="54" />1-4由前述可知，A为已知的定值；使<img file="406982DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="27" he="26" />与<img file="394529DEST_PATH_IMAGE027.GIF" wi="31" he="28" />相比，可得到<img file="618837DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="27" he="26" />与<img file="745581DEST_PATH_IMAGE027.GIF" wi="31" he="28" />的比值、CO<sub>2</sub>气体在4.26um处的透射比<img file="92249DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="26" he="28" />之间的对应关系<img file="504775DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="191" he="54" />1-5由前述可知，B为已知的定值；由关系1-4和关系1-5，建立关于CO<sub>2</sub>浓度、<img file="595091DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="33" he="32" />与<img file="838991DEST_PATH_IMAGE029.GIF" wi="35" he="33" />的比值、<img file="28664DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="27" he="26" />与<img file="990803DEST_PATH_IMAGE027.GIF" wi="31" he="28" />的比值之间对应关系的CO<sub>2</sub>气体浓度查询表；建立CO气体浓度查询表：当红外光源模块发出宽带脉冲红外光，并分别向所述测量气室中通入不同浓度的CO气体时，则三通道红外气体探测器输出三个输出信号，由关系1-1可知如下关系<img file="619231DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="154" he="33" /><img file="920899DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="154" he="33" />1-6<img file="343790DEST_PATH_IMAGE031.GIF" wi="197" he="33" />使<img file="793226DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="29" he="26" />与<img file="163028DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="27" he="26" />相比，得<img file="136448DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="29" he="26" />与<img file="995819DEST_PATH_IMAGE025.GIF" wi="27" he="26" />的比值、CO气体在4.6um处的透射比<img file="604655DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="31" he="32" />之间的对应关系<img file="840465DEST_PATH_IMAGE033.GIF" wi="191" he="54" />1-7由前述可知，D为已知的定值；由关系1-7，建立关于CO浓度、<img file="913463DEST_PATH_IMAGE029.GIF" wi="35" he="33" />与<img file="881419DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="33" he="32" />的比值之间对应关系的CO气体浓度查询表；步骤2、气体浓度测量：当红外光源模块发出宽带脉冲红外光，并向所述测量气室中通入待测CO气体，则三通道红外气体探测器输出三个输出信号，4.0um吸收峰处的参考通道输出信号<img file="39868DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="31" he="30" />、4.26um吸收峰处的CO<sub>2</sub>通道输出信号<img file="751472DEST_PATH_IMAGE035.GIF" wi="39" he="41" />和4.6um吸收峰处的CO通道输出信号<img file="678976DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="31" he="33" />；基于关系1-1，令<img file="880151DEST_PATH_IMAGE037.GIF" wi="195" he="68" />然后，由<img file="463579DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="29" he="34" />与<img file="775611DEST_PATH_IMAGE039.GIF" wi="43" he="36" />的比值，通过CO<sub>2</sub>气体浓度查询表，查得CO<sub>2</sub>浓度、<img file="826132DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="33" he="32" />与<img file="135890DEST_PATH_IMAGE041.GIF" wi="35" he="33" />的比值，进而，根据A值和关系1-4，可计算得到<img file="268931DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="26" he="26" />与<img file="384655DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="35" he="30" />的比值；基于关系1-1，令<img file="224435DEST_PATH_IMAGE043.GIF" wi="265" he="68" />得到关系<img file="767412DEST_PATH_IMAGE044.GIF" wi="133" he="68" />1-8然后，将<img file="122170DEST_PATH_IMAGE045.GIF" wi="40" he="42" />与<img file="979267DEST_PATH_IMAGE035.GIF" wi="39" he="41" />的比值乘以A计算得到的<img file="735871DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="26" he="28" />与<img file="449749DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="35" he="30" />的比值，再结合关系1-7和关系1-8，并通过CO气体浓度查询表，查得CO浓度。
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