[发明专利]用来分析气体混合物的系统和方法

权利要求书

1.一种用于确定存在于气体混合物中的至少一个个别气体的浓 度的方法，包括：

通过由所确定吸收波长范围、多个调制频率和多个调制幅度所表 征的多个第一入射调制光束来辐射包括基本上零浓度的所述至少一 个个别气体的第一组分以生成多个第一传播光束；

通过所述多个第一入射调制光束来辐射包括所确定浓度的所述 至少一个个别气体的第二组分以生成多个第二传播光束；

生成表示所述多个第一传播光束的特性的多个噪声信号；

生成表示所述多个第二传播光束的特性的多个无噪声信号；

基于所述多个噪声信号和所述多个无噪声信号从所述多个调制 频率和所述多个调制幅度中选择最佳调制频率和最佳调制幅度；以及

基于所述所确定吸收波长范围的所述最佳调制频率和所述最佳 调制幅度来确定所述气体混合物中所述至少一个个别气体的浓度，

其中所述所确定吸收波长范围对应于所述气体混合物中的所述 至少一个个别气体。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一组分基本上未能吸收 所述多个第一入射调制光束的光子。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第二组分基本上吸收所述 多个第一入射调制光束的光子。

4.如权利要求1所述的方法，其中从所述多个调制频率和所述多 个调制幅度中选择所述最佳调制频率和所述最佳调制幅度包括：

基于所述多个噪声信号和所述多个无噪声信号来确定多个信噪 比；

从所述多个信噪比中选择最大信噪比；

识别对应于所述最大信噪比的调制频率和调制幅度；以及

选择所识别调制频率和所识别调制幅度分别作为所述最佳调制 频率和所述最佳调制幅度。

5.如权利要求4所述的方法，其中确定所述多个信噪比包括将所 述多个无噪声信号的幅度除以所述噪声信号的对应幅度。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述多个第一传播光束的所述 特性包括所述多个第一传播光束的强度或能量，并且所述多个第二传 播光束的所述特性包括所述多个第二传播光束的强度或能量。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

由于一个或多个现象，通过所述多个第一入射调制光束对所述第 一组分的辐射引起所述多个第一入射调制光束的特性的改变以生成 所述多个第一传播光束；以及

通过所述多个第一入射调制光束对所述第二组分的辐射引起通 过所述至少一个个别气体对所述多个第一入射调制光束的光子的吸 收以生成所述多个第二传播光束，

其中所述一个或多个现象包括标准噪声或电子噪声。

8.如权利要求1所述的方法，其中确定所述至少一个个别气体的 所述浓度包括：

通过由所述所确定吸收波长范围、所述最佳调制频率和所述最佳 调制幅度所表征的第二入射调制光束来辐射所述气体混合物，其中所 述至少一个个别气体吸收所述第二入射调制光束的光子，从而导致第 三传播光束的生成；

基于所述第三传播光束来生成响应信号；以及

至少基于表示所述第三传播光束的特性的所述响应信号来确定 所述至少一个个别气体的所述浓度。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述第三传播光束的所述特性 包括所述第三传播光束的能量和强度的一个或多个。

10.一种用于确定存在于气体混合物中的至少一个个别气体的浓 度的系统，包括：

第一可调辐射源，其：

生成多个第一入射调制光束并且指引其辐射包括基本上零 浓度的所述至少一个个别气体的第一组分以生成多个第一传播光束， 其中所述多个第一入射调制光束由所确定吸收波长范围、多个调制频 率和多个调制幅度来表征；

生成所述多个第一入射调制光束并且指引其辐射包括所确 定浓度的所述至少一个个别气体的第二组分以生成多个第二传播光 束；

第一检测器，基于所述多个第一传播光束来生成多个噪声信号， 并且基于所述多个第二传播光束来生成多个无噪声信号；

处理子系统，基于所述多个噪声信号和所述多个无噪声信号来从 所述多个调制频率和所述多个调制幅度中选择最佳调制频率和最佳 调制幅度；

子系统，基于所述所确定吸收波长范围的所述最佳调制频率和所 述最佳调制幅度来确定所述气体混合物中所述至少一个个别气体的 浓度，

其中所述所确定吸收波长范围对应于所述气体混合物中的所述 至少一个个别气体。