[发明专利]确定污染物浓度的光谱测量装置和方法

权利要求书

1.一种借助于光谱测量装置(1)确定待测量的气体混合物中的至少一种吸收气体的至少一个浓度的方法，所述光谱测量装置(1)包括光源(2)、包括光学谐振器的测量单元(3)、检测器(4)和计算单元(5)，其中，气体混合物布置在测量单元(3)中，借助于光源(2)将光束通过测量单元(3)的入口发送到测量单元(3)，其中借助于检测器(4)获得从测量单元的出口离开的光的光强度的与波长相关的测量值，其中，光强度的与波长相关的变化特性被表示为与波长相关的测量值函数，并且其中，执行理论的与波长相关的函数与与波长相关的测量值函数之间的曲线拟合计算，其中，理论函数包含用于考虑测量装置(1)的状态的与波长相关的标定参数以及气体混合物中包含的所述至少一种吸收气体的作为在曲线拟合计算期间待拟合的参数的至少一个浓度，

其特征在于：

为了执行曲线拟合计算，标定参数被限定为预定的与波长相关的装置参数和与波长相关的校正因子的函数，其中，校正因子被限定为至少一个浓度的函数，其中，包括步骤序列的循环被连续执行多次，其中，

a)在序列的第一步骤中，使用限定校正因子的函数从为所述至少一个浓度规定的假定值计算用于校正因子的数值，

b)在序列的第二步骤中，确定理论函数，其中，从第一步骤中计算的用于校正因子的数值计算标定参数，

c)在序列的第三步骤中，所述至少一个浓度的值通过在第二步骤中确定的理论函数与测量值函数之间的曲线调整计算获得并且被规定为浓度的新假定值，

其中，在最后一个循环的第三步骤中获得的假定值被输出为所述至少一个浓度的测量值，

其中，所述预定的与波长相关的装置参数表征光束在测量单元(3)中行进的光路径长度，

其中，在所述曲线调整计算期间，包括在理论函数中的所述至少一个浓度作为能够自由选择的参数被调整，以将在第二步骤中确定的理论函数调整为尽可能接近测量值函数。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

在曲线调整计算期间，改变作为理论函数的参数的所述至少一个浓度以减小理论函数与测量值函数之间的差异。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

所述装置参数通过使用所述测量装置(1)的标定测量来获得，其中，所述至少一种吸收气体的至少一个浓度的测量值通过曲线拟合计算获得，所述曲线拟合计算基于相对于标定测量单独地执行的测量中获得的测量值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于：

理论函数被限定为第一加数项和第二加数项的和，第一加数项与标定参数和一函数部分相关，所述函数部分专门描述气体混合物的窄带吸收特性并且被限定为与作为待调整的参数的所述至少一个浓度相关，第二加数项被限定为独立于所述至少一个浓度和所述标定参数的宽带参数。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于：

选择标定参数以表征测量单元(3)中的光的光路的路径长度，其中，基于光强度的表示I(λ)，理论函数被限定为I(λ)＝I_O(λ)·exp(-L·ε)，其中，I₀(λ)是当在测量单元(3)中布置有不具有消光特性或具有已知消光特性的气体混合物时离开的光的光强度，L是标定参数并且ε是待测量的气体混合物的消光特性，所述消光特性与所述至少一种吸收气体的至少一个浓度和所述至少一种吸收气体的至少一个截面相关，其中，第二步骤中的理论函数的确定通过预先确定至少一个截面和装置参数的数值并使用至少一个浓度作为待调整的参数来实现。