[发明专利]一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法

说明书

技术领域

本发明属于油气浓度检测技术领域，尤其涉及一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法。

背景技术

目前易燃易爆气体在线监测已成为安全监控、环境预警的关键环节和技术基础，同时为安全评估提供数据支持和理论判据。传统的气体在线监测技术主要有气相色谱法、气敏传感器法、傅里叶红外光谱法、光声光谱法等，但在实际使用中，这些方法存在取样复杂、交叉敏感、长期稳定性差、检测气体组分不够齐全、成本高等缺点。

目前应用较多的可燃气体检测方法采用的是催化燃烧型，这种可燃气体浓度检测法检测准确度较好，价格相对便宜，但有易被硫化物等毒化，传感器寿命较短，不能检测超过100LEL以上浓度等缺点，应用受到较大的限制。

其它各类的各种油气气体测量方法：

检定管检测法：

检测管的基本测定原理为线性比色法，即被测气体通过检定管与指示胶发生有色反应，形成变色层(变色柱)，变色层的长度与被测气体的浓度成正比。

缺点为：需手动进行现场球胆采样分析，不能实现自动检测和自动控制。

气相色谱测量法：

气相色谱工作原理：是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。

缺点为：需手动进行采样分析，不能实现自动检测和自动控制。需要的相关附件比较繁琐。样品分析时间过长。

相比较而言，红外技术在气体检测方面具有众多优势和良好的性能。红外气体检测仪从物理特征上分为分光型和非分光型两种。分光型是借助分光系统分出单色光，使通过截止层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的，其分析能力强。非分光型是指光源的连续辐射全部通过被测气体组分，被测气体对红外辐射具有选择性吸收和积分性质，同时采用与样品具有相同吸收光谱的检测器来测定被测组分对红外辐射的吸收量。分光型红外气体检测应用范围广，但是应用成本高，光路的变化易于导致信号的变化，因此影响了稳定性，所以多用于实验研究。非分光型红外气体检测功能相对单一，但简单可靠，成本较低，多用于工业现场，其发展趋势是多组份、智能化和低成本。。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法，旨在解决现有的油气浓度检测方法存在的精度不高、分析步骤复杂，不能实现自动检测和自动控制等问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法，该基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法包括以下步骤：

步骤一，采用红外光谱法，通过傅立叶红外线光谱仪依照特征吸收峰的强度来测定常见油气多组分混合物中各组分的含量，得到油气在3.39μm附近有强烈、单一的吸收峰，对油气气体识别；

具体实现的方法是：首先使用标准气做出色谱图，其次将标准气体色谱图和不同状态下的汽油、航空煤油、柴油的挥发物测量色谱图进行比较，得出组分和含量多少，由此得到碳氢气体在3.39μm附近有强烈、单一的吸收峰；

步骤二，依据得到的油气碳氢类的吸收光谱，按照吸收关系服从朗伯--比尔吸收定律这一原理，电路系统中的单片机发送调制信号通过光源调制、驱动电路去控制、调制红外光；红外光源发射红外光，经过充满待测气体的气体分析室，红外光经过气体分析室的吸收，再经过滤光片的选择性透过，最后到达红外探测器；红外探测器得到吸收后的光强，转换为电信号输出；再经过前置放大过滤电路和二级放大电路、A/D转换、单片机数据处理后显示，得到所测测油气的浓度。

进一步，在步骤二中，现场油气采样方法的取样采用现场管路吸气，将防爆油气浓度分析仪安装在油罐外安全区域。

进一步，在现场油气设置A、B、C、D、E、F、G、H8个采样点。