[发明专利]通过编码发送的远程吸收光谱法

说明书

技术领域

本发明涉及远程吸收光谱法。

背景技术

用于分析诸如CO₂、CH₄、O₂等气体的常规活性源吸收光谱法系统实施并置的发送器和接收器组件，并且这样需要短路径长度或者反射以向源位置返回发送的信号。经过长距离，从镜或者地面反射发送的信号以实现信号向搭配的接收器的返回。从这些系统中的悬浮成分或者粒子的散射返回引起来自反向散射辐射的附加误差。这一误差有效减少测量的吸收，因为反向散射返回仅完成经过被分析介质的部分路径。此外，如果所用反射体扩散，则产生系统中的大范围平方损耗从而阻止整个系统的长范围实施。

鉴于这些和其它技术的缺点，已经感觉需要一种用于测量介质或者大气中的组份，从而忽略部分路径散射返回并且在仅存在用于反射发送的辐射的扩散目标时减少发送功率损耗的技术。

发明内容

这里描述一种可应用于使用空间隔离和任意定位的发送器和接收器子系统的远程吸收光谱法的技术。可以生成多光谱电磁辐射以具有与介质的吸收带和线外带二者一致的光谱内容。可以比如通过代码集在发送之前修改辐射以限定在吸收带中的至少一个光谱分量与线外带中的至少一个光谱分量之间的关系。这一关系被控制成在时间上恒定并且在接收器处已知。接收器通过经过介质的视线传播接受发送的辐射并且分析所接收的辐射的光谱内容。所接收的辐射的光谱内容从发送器限定的关系的偏离可以可归因于介质对吸收带内的光谱分量的吸收。

本发明构思的上述和更多其它特征以及优点将在考虑本发明具体实施例的以下限定、描述和描述图时变得清楚。尽管这些描述讨论发明构思的某些实施例的具体细节，但是将理解变化可以并且确实存在而且在本领域技术人员阅读本公开内容之后将是显然的。

附图说明

图1A-1C图示了用于体现本发明总的发明构思的远程吸收光谱法的各种系统配置；

图2是体现本发明总的发明构思的示例远程吸收光谱仪(RAS)的高级示图；

图3A是体现本发明总的发明构思的示例光学RAS发送器的示意框图；

图3B是体现本发明总的发明构思的示例光学RAS接收器的示意框图；

图4是体现本发明总的发明构思的发送过程的流程图；以及

图5是体现本发明总的发明构思的示例分析过程的流程图。

具体实施方式

通过本发明构思的某些实施例来最好地描述本发明构思，这里参照附图详细地描述这些实施例，附图中相似标号全篇指代相似特征。将理解措词“发明”在这里使用时旨在于表明下文描述的实施例的基本发明构思而并非仅为实施例本身。还将理解总的发明构思不限于下文描述的示例实施例并且应当据此解读下文描述。

此外，这里可以包含数学表达，并且由此传达的那些原理将视为随之透彻地加以描述。将理解当使用数学时，这样是为了简洁描述解释的基本原理，并且除非另有表达，则未暗示或者不应推断其它目的。根据本公开内容整体将清楚这里的数学属于本发明，并且当旨在于数学表达的基本原理的实施例时，本领域普通技术人员将认识用于实现数学表达的原理的物理表现的诸多技术。

在图1A中，图示了可以体现本发明的示例远程吸收光谱仪(RAS)100。发送器110和接收器130相隔距离D，并且在发送器110与接收器130之间的体积由待分析的介质120占据。为此，发送器110经过介质120向接收器130发送多光谱电磁束125，该接收器接受和分析如利用介质120的性质所变换的电磁束125。选择束125的至少一个光谱带以对应于待测量的介质120的组份的吸收带。可以选择束125的其它光谱带以与其它吸收带一致，并且还可以使用其它光谱带作为参考信号。

发送器110可以限定和控制在束125的某些光谱成分之间的关系并且向接收器130提供这样的关系的知识。如这里所用，术语光谱成分指代电磁辐射的组成光谱元素，并且术语光谱内容指代辐射在其预定范围内的光谱构成。因此，光谱成分分布于辐射的光谱以包括其光谱内容。接收器130可以分析束125的接收的光谱分量并且根据发送的光谱的知识解析介质120的吸收性质。接收器130可以进行某些校正以补偿系统配置和这样的配置所引起的依赖于路径的变量。