多组分气体分析的干扰修正与浓度反演方法

摘要

本发明公开了一种多组分气体分析的干扰修正与浓度反演方法。使用参考滤波通道消除外界因素造成的系统漂移；利用水汽对其它滤波通道的干扰函数修正分析仪的使用环境中水汽的干扰；利用互相关函数，通过建立和求解多元干扰方程组，可以获得混合气体中各种目标气体的纯吸光度，修正目标气体间的交叉干扰。干扰修正后，利用各滤波通道的响应函数，反演目标气体的浓度。一台简单的非分散红外分析仪，使用本专利所涉及的干扰修正与浓度反演方法后，使用一个探测器可以同时准确检测多种污染气体的浓度，例如，CO2,CO,NO,NO2,SO2,CH4,N2O,HC，H2O,NH3、H2S等等。

主权项

多组分气体分析的干扰修正与浓度反演方法，所述多组分气体容置于样品池中，建立参考滤波通道、包括水汽滤波通道的多个目标滤波通道，采用光源通过参考滤波通道向样品池发出参考光、通过多个目标滤波通道向样品池发出多个探测光，采用光探测器作为接收端，所述目标滤波通道与多组分气体中各目标气体组分一一对应，其特征在于：包括以下步骤：（1）向样品池中通入不同浓度的多组分气体中的一种目标气体组分，通过光探测器接收到的探测光信号得到多组分气体中的一种目标气体组分在各个目标滤波通道中的响应函数，按照上述步骤进而得到多组分气体中各个目标气体组分各自在各个目标滤波通道中的响应函数；（2）向样品池中通入待测多组分气体，根据光探测器接收到的参考光信号得到系统漂移修正测量值，根据光探测器接收到的多个目标滤波通道的探测光信号分别得到多组分气体中各目标气体组分的总吸光度；（3）通过往样品池中通入不同浓度的某一目标气体组分，拟合出目标气体组分在各个目标滤波通道的响应函数，通过求解得到各目标气体组分在其他目标滤波通道的响应函数之间的互相关函数，所述互相关函数作为表示各目标气体组分对其他目标滤波通道干扰大小的干扰函数；（4）通过步骤（2）得到的系统漂移修正测量值分别对步骤（2）得到的多组分气体中各目标气体组分的总吸光度进行修正以消除系统漂移误差，通过步骤（3）得到的多组分气体各目标气体组分中的水汽的干扰函数分别对步骤（2）得到的多组分气体中除水汽外各目标气体组分的总吸光度进行修正，以消除水汽干扰，通过步骤（3）得到的多组分气体除水汽外各目标气体组分的干扰函数对消除水汽干扰后的多组分气体中除水汽外各目标气体组分的总吸光度进行修正，以消除各目标气体组分之间的交叉干扰，最后得到多组分气体中各目标组分气体的纯吸光度；（5）根据步骤（4）得到的多组分气体中各目标气体组分的纯吸光度以及多组分气体各个目标气体组分各自在各个目标滤波通道中的响应函数，反演得到多组分气体中各目标气体组分的浓度；所述步骤（3）中，消除各目标气体组分之间的交叉干扰时，建立须消除交 叉干扰的目标气体组分的纯吸光度、须消除交叉干扰的目标气体组分消除水汽干扰后的总吸光度、除水汽外其他目标气体组分的干扰函数之间的方程：须消除交叉干扰的目标气体组分消除水汽干扰后的总吸光度=须消除交叉干扰的目标气体组分的纯吸光度+除水汽外其他目标气体组分的干扰函数，将不同的须消除交叉干扰的目标气体组分的方程联立构成多元干扰方程组，通过求解多元干扰方程组得到多组分气体中各目标气体组分的纯吸光度。