[发明专利]一种车内空气有机污染物检测方法

权利要求书

1.一种车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，包括：

将可调谐半导体激光器发出的红外光首先经过光分束器分成强度相等的第一光束和第二光束；

所述第一光束入射到待测气室充有被测气体的待测气室；

所述第二光束分别入射到只充有单一气体成分的参考气室中；

其中，所述检测室和所述参考室内均安装有接收探测器，能够获得经多次反射产生能量损耗的光谱图形；

对所述光谱图形进行滤波降噪后，进行单一气体主成分特征的提取，得到单一体特征值；

根据所述单一气体主成分特征值计算有单一气体浓度。

2.根据权利要求1所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述可调谐半导体激光器为单模半导体分布反馈式红外激光器。

3.根据权利要求1或2所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述单一气体成分参考室内充有苯、甲苯、甲醛、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷和三氯甲烷。

4.根据权利要求1所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述光谱图形滤波降噪过程为：

在一定时间长度内对待测其实进行多次扫描，并进行累加平均得到均值光谱图形；

对所述均值光谱图形进行分解得到多个均值光谱图形分量；

根据所述均值光谱图形分量得自适应阈值，并利用所述自适应阈值对所述光谱图形进行重构，得到滤噪后的光谱图形。

5.根据权利要求4所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述自适应阈值为：

其中，X(λ)_i为在第i个均值光谱分量上的自适应阈值，i＝1,2,…n，n为均值光谱分量个数，max(I_i)为在第i个均值光谱分量上的光强最大值，min(I_i)为在第i个均值光谱分量上的光强最小值，m为光谱分量内的波长维数，I_i为第i个均值光谱分量上波长为λ时对应的光强值。

6.根据权利要求5所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述光谱图形进行重构计算公式为：

其中，L(λ)为降噪后的光谱分量上波长为λ时对应的光强值。

7.根据权利要求6所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述单一气体主成分特征的提取公式为：

X_k＝a_1kx_1j+a_2kx_2j+a_3kx_3j+…a_nkx_nj；

其中，X_k为气体特征值矩阵，x_nj为第k种气体成分的特征矩阵，k为气体成分序号，n为气体数据矩阵的维数，a为系数。

8.根据权利要求7所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，所述第k种气体成分的特征矩阵计算公式为：

其中，x_nj为第k种气体成分的特征矩阵，C_kd为规范化常数，n为气体矩阵的维数，h为带宽，d为空间维数，g(*)为均值向量，y_i为第k种气体成分的吸收峰值，y为待测空气内的氮气浓度。

9.根据权利要求8所述的车内空气有机污染物检测方法，其特征在于，第k种气体成分的浓度值为：

其中，I₀(λ)为气室的透射光强，α(λ)为气体吸收系数，C_k为被测气体浓度，β(λ)为瑞利系数，γ为气体系数，δ为波动系数，A(λ)为传输系数。