[发明专利]一种波长调制光谱检测玻璃瓶内氧气浓度的温度补偿方法

权利要求书

1.一种波长调制光谱检测玻璃瓶内氧气浓度的温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集待测样本的二次谐波和现场温度数据；

步骤2，对待测样本的二次谐波进行数据预处理；

步骤3，将步骤2得到的数据送往氧气浓度反演模型，得到直接预测值N₀；

步骤4，将现场采集的温度数据代入温度校准函数f(T)，获得温度校正因子k；f(T)＝AT⁴+BT³+CT²+DT+E，

其中T为当前采集的温度，A＝1.0146608×10^-5，B＝-0.012068003，C＝5.3861651，D＝-1.0701946×10³，E＝8.0231448×10⁴；

步骤5，计算公式N_c＝kN₀，得到温度修正后的实际氧气浓度值N_c；

步骤4中的温度校准函数f(T)的确定方法为：

取瓶内气体压强为1atm且已知瓶内氧气浓度的样品，改变环境温度，在不同的温度下测量二次谐波，经峰值提取、背景扣除和光谱实时校正后，得到瓶内氧气吸收的二次谐波峰值，与对应温度进行4阶多项式拟合，相关度R为0.9885，此多项式模型作为温度校准函数f(T)：

f(T)＝AT⁴+BT³+CT²+DT+E，

其中T为当前采集的温度，A＝1.0146608×10^-5，B＝-0.012068003，C＝5.3861651，D＝-1.0701946×10³，E＝8.0231448×10⁴。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的待测样本为瓶内气体压强为1atm和温度为296K条件下，瓶内的氧气浓度为0％-21％的待测样本瓶。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的数据预处理包括对二次谐波进行多周期平均、窗口滑动加权平均滤波、特征值提取、背景实时扣除和光谱实时校正。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的浓度反演模型，是将步骤2中得到的数据，进行最小二乘拟合瓶内氧气吸收的二次谐波峰值与浓度，作为浓度反演模型，模型表达式为y＝1370.1x+2.4，其中x为氧气浓度，y为二次谐波峰值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中的温度校正因子k的确定方法为：

其中，T₀为样本数据采集时的温度，T为当前的温度，A＝1.0146608×10^-5，B＝-0.012068003，C＝5.3861651，D＝-1.0701946×10³，E＝8.0231448×10⁴。