[发明专利]可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法

说明书

技术领域

本发明涉及激光甲烷检测，具体涉及可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法。

背景技术

激光式甲烷传感器的设计原理采用可调谐激光光谱吸收检测方法(TDLAS)，采用DFB激光器作为光，用一个正弦波调制信号叠加一个三角波信号的电流来驱动DFB激光器。利用可调谐光源+谐波吸收的方法对甲烷气体的浓度进行检测。谐波检测法是在强干涉噪声中提取小信号并且提高检测灵敏度的最有效的方法之一，其检测原理是当激光器发出的波长在甲烷气体某一吸收峰附近时，通过温控调节和电流调制将激光器发出的波长控制在相对应的甲烷气体吸收峰处，然后加入正弦波和三角波叠加后的调制信号对激光波长进行调制，通过锁相放大技术来检测由于甲烷气体浓度变化而引起的二次谐波信号，从而达到对甲烷气体浓度检测的目的。然而在激光甲烷检测时，激光甲烷检测元件容易受到环境温湿度的影响，所以必须对其进行相应的温湿度补偿才能保证甲烷浓度检测的准确性，不同的环境温度会对激光甲烷检测元件检测不同浓度甲烷气体产生影响，须对其进行相应的补偿才能保证其测量准确性，由于水汽在甲烷的特征吸收峰处具有吸收作用，所以环境湿度的变化会对激光甲烷检测元件的测量准确性产生影响，须对不同湿度产生的影响进行相应的补偿。

发明内容

本发明解决了现有技术存在的激光甲烷检测元件容易受到环境温湿度的影响容易造成测量不准确的问题，提供可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法，其应用时可以抑制温度变化引起的零点漂移，补偿温度变化引起的不同浓度测量误差，进行湿度补偿以减小环境湿度变化引起的零点漂移和浓度测量误差。

本发明通过下述技术方案实现：

可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法，依次进行步骤：

A：在需要进行激光甲烷检测的地方的采样通道进行大量的温度实验和湿度实验，并测得的多组不同温度下的原始数据和不同湿度下的原始数据，在参考通道进行大量的温度实验和湿度实验，并测得的多组不同温度下的原始数据和不同湿度下的原始数据；

C：对采样通道和参考通道的温度数据、湿度数据进行线性拟合，绘制拟合曲线；

D：按照拟合曲线对采样通道和参考通道进行补偿来抑制温度变化引起的零点漂移；

E：在设定的不同浓度的甲烷含量环境中重复步骤A；

F：测得到不同甲烷浓度检测时不同环境温度采样通道和参考通道的多组温度数据和湿度数据；

G：重复步骤C；

H：按照获得的拟合曲线的线性拟合曲线系数分别对两个通道补偿温度变化引起的不同浓度测量误差。

进一步的，可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法，所述步骤A中获取大量不同温度和不同湿度下的原始数据时，在同一温度和同一湿度时测得多组数据，取其平均值作为这一温度和这一湿度下的原始数据。

进一步的，可用于激光甲烷检测时的温湿度补偿办法，所述步骤F中测得不同浓度下的多组温度数据和湿度数据时，在同一浓度下测得多组数据，取其平均值作为这一浓度下的采样数据。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过大量温湿度实验测得的原始数据来统计分析环境温湿度对激光甲烷检测元件的影响规律，从而对其进行有针对性的温湿度补偿。通过大量的温度实验数据分析得到不同甲烷浓度检测时不同环境温度对激光甲烷检测元件两个通道的影响曲线，并按照线性拟合曲线的系数分别对两个通道补偿温度变化引起的不同浓度测量误差。通过大量的湿度实验数据分析得到不同环境湿度对激光甲烷检测元件两个通道的影响曲线，按照线性拟合的系数分别对两个通道进行湿度补偿以减小环境湿度变化引起的零点漂移和浓度测量误差。

2、本发明在获取大量不同温度和不同湿度下的原始数据时，在同一温度和同一湿度时测得多组数据，取其平均值作为这一温度和这一湿度下的原始数据，多次测量求其平均值可以增强测得数据的准确性，增强本发明温湿度补偿的精确度。

3、本发明在测得不同浓度下的多组温度数据和湿度数据时，在同一浓度下测得多组数据，取其平均值作为这一浓度下的采样数据，多次测量求其平均值可以增强测得数据的准确性，进一步增强本发明温湿度补偿的精确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明不同环境温度对采样通道的影响曲线；

图2为本发明不同环境温度对参考通道的影响曲线；

图3为不同环境温度不同浓度甲烷对采样通道的影响曲线；