[发明专利]气体浓度检测方法、装置及系统

说明书

本发明提供一种气体浓度检测方法、装置及系统，其中，气体浓度检测方法应用于气体浓度检测系统，气体浓度检测系统包括激光光源发射模块，其中，激光光源发射模块用于发射多种具有不同波长的激光，所述方法包括：确定多种待检测气体，以及确定待检测气体相对于激光的吸收系数，其中，待检测气体与激光相对应；基于吸收系数，确定关于多种待检测气体的吸收系数矩阵；基于气体浓度检测系统，确定关于激光的电信号，并基于电信号确定电信号列向量；对吸收系数矩阵求逆，得到吸收系数矩阵的逆矩阵，并基于逆矩阵与电信号列向量，确定多种待检测气体中各待检测气体的浓度。通过本发明的气体浓度检测方法，能够并行对多种不同气体进行快速浓度检测。

技术领域

本发明涉及气体浓度检测技术领域，尤其涉及一种气体浓度检测方法、装置及系统。

背景技术

可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)技术具有灵敏度高，响应速度快，可实现非侵入式、远距离遥测，被广泛应用于吸收光谱气体检测领域。

相关技术可知，TDLAS技术基于比尔朗伯定律，当激光波长与气体分子振动频率匹配时，气体将对该波长的激光产生吸收，其出射光强的衰减强度与气体浓度和透射光程成比例。

目前，基于TDLAS技术进行的直接吸收法常用于测量一种气体的浓度，而不能同时在线检测多种不同气体的浓度。

发明内容

本发明提供一种气体浓度检测方法、装置及系统，用以解决现有技术中不能同时在线检测多种不同气体的浓度的缺陷，实现了能够同时对多种不同气体进行快速浓度检测。

本发明提供一种气体浓度检测方法，所述方法应用于气体浓度检测系统，所述气体浓度检测系统包括激光光源发射模块，其中，所述激光光源发射模块用于发射多种具有不同波长的激光，所述方法包括：

确定多种待检测气体，以及确定所述待检测气体相对于所述激光的吸收系数，其中，所述待检测气体与所述激光相对应；基于所述吸收系数，确定关于多种待检测气体的吸收系数矩阵；基于所述气体浓度检测系统，确定关于所述激光的电信号，并基于所述电信号确定电信号列向量；对所述吸收系数矩阵求逆，得到所述吸收系数矩阵的逆矩阵，并基于所述逆矩阵与所述电信号列向量，确定多种待检测气体中各所述待检测气体的浓度。

本发明提供一种气体浓度检测方法，所述基于所述吸收系数，确定关于多种待检测气体的吸收系数矩阵，包括：基于各所述吸收系数，确定关于所述吸收系数矩阵的各元素；基于所述元素，得到实数矩阵形式的吸收系数矩阵，并将所述实数矩阵形式的吸收系数矩阵作为最终的吸收系数矩阵；所述对所述吸收系数矩阵求逆，得到所述吸收系数矩阵的逆矩阵，包括：对所述实数矩阵形式的吸收系数矩阵求逆，得到所述吸收系数矩阵的实数形式的逆矩阵，并将所述实数形式的逆矩阵作为最终的逆矩阵。

根据本发明提供的一种气体浓度检测方法，所述基于所述吸收系数，确定关于多种待检测气体的吸收系数矩阵采用以下公式确定：

其中，A表示关于多种待检测气体的吸收系数矩阵，α_n(λ_n)表示第n种待检测气体相对于波长为λ_n的激光的吸收系数。

根据本发明提供的一种气体浓度检测方法，所述气体浓度检测系统还包括检测气室、主探测器、参考探测器和分光镜，其中，所述检测气室用于充装所述待检测气体，所述主探测器用于探测关于所述激光的电信号，所述参考探测器用于探测关于所述激光的参考电信号，所述分光镜用于将所述激光划分为透射光和反射光，所述基于所述电信号确定电信号列向量采用以下公式确定：