[发明专利]一种气体成分和浓度测量方法

权利要求书

1.一种气体成分和浓度测量方法，其特征在于包括：针对样品池中的任意一种待测气体：

S1、使光源产生与待测气体的吸收峰对应的光信号，所述光信号经准直透镜准直处理后垂直照射到样品池的入射光面上；

S2、利用收集透镜收集从样品池出射的光信号，通过前置放大器对收集到的光信号进行放大处理、然后传递给探测器；

S3、通过探测器将放大处理后的光信号转变为模拟电信号、数据采集卡将模拟电信号转换为数字信号，然后将转换后的数字信号传递给计算机系统进行数据采集、处理和显示；其中，

光源为2.3μm～2.8μm连续可调单频光源，通过调节光源中非线性晶体的温度可以调谐光源产生的光信号的波长；

样品池中装有SO₂、H₂S、CO₂、CH₄四种气体中的任意一种或其组合。

2.如权利要求1所述的气体成分和浓度测量方法，其中，步骤S3中进行数据采集、处理包括：

获取样品池厚度L、光源产生的光信号强度I₀和从样品池出射的光信号强度I；

根据如下关系式确定待测气体的浓度；若I＝I₀、或者根据如下关系式确定的待测气体的浓度为零，则表明样品池中不含有所述待测气体：

I＝I₀×exp(-α(v)×c×L)

式中，α(v)为待测气体的吸收系数，单位为：cm^-1；c为样品池中待测气体的体积分数，单位为：％。

3.如权利要求2所述的气体成分和浓度测量方法，其中，光源产生的光信号包括：与SO₂的吸收峰对应的2.76μm光信号、与H₂S的吸收峰对应的2.67μm光信号、与CO₂的吸收峰对应的2.704μm光信号、与CH₄的吸收峰对应的2.37μm光信号。

4.如权利要求3所述的气体成分和浓度测量方法，其中，使光源产生与待测气体的吸收峰对应的光信号包括：

根据待测气体的吸收峰查询光信号的波长与光源晶体温度之间的映射关系，确定与待测气体的吸收峰对应的光源晶体温度；

将光源中非线性晶体的温度调节至所述光源晶体温度，使光源产生与待测气体的吸收峰对应的光信号。

5.如权利要求4所述的气体成分和浓度测量方法，其中，所述光信号的线宽精确到pm量级。

6.如权利要求5所述的气体浓度测量方法，其中，准直透镜的入射面和出射面均镀有2.3μm～2.8μm的高透膜。

7.如权利要求6所述的气体成分和浓度测量方法，其中，样品池的入射面和出射面均镀有2.3μm～2.8μm的高透膜。

8.如权利要求7所述的气体成分和浓度测量方法，其中，收集透镜的直径为30㎜。