[发明专利]具备温度补偿的差动光声测量系统和方法

权利要求书

1.一种具备温度补偿的差动光声测量系统，其特征在于，包括：第一测量通路、第二测量通路、第一温度传感器、第二温度传感器、第一数据采集卡、第二数据采集卡、数据处理器；其中，

所述第一测量通路用于测量待测液体的光声信号，所述第二测量通路用于测量参考液体的光声信号；

所述第一温度传感器用于测量所述第一测量通路中第一光声池对应的第一温度信号，所述第二温度传感器用于测量所述第二测量通路中第二光声池对应的第二温度信号；

所述第一数据采集卡用于采集所述待测液体的光声信号和第一温度信号；所述第二数据采集卡用于采集所述参考液体的光声信号和第二温度信号；

所述数据处理器用于根据所述第一温度信号、第二温度信号，以及参考液体的光声信号和待测液体的光声信号之间的差动比值，对所述待测液体的光声信号和参考液体的光声信号进行补偿处理，得到所述待测液体中目标物的浓度值；

所述第一测量通路包括：第一光声池、第一超声传感器、第一前置放大器；所述第二测量通路包括：第二光声池、第二超声传感器、第二前置放大器；所述第一光声池内装有待测液体，所述第二光声池内装有参考液体；其中：

激光器发出的光束通过分光镜后变成第一光束和第二光束；所述第一光束经过所述第一光声池之后形成所述待测液体的光信号；所述第二光束经过所述第二光声池之后形成所述参考液体的光信号；所述第一超声传感器安装在所述第一光声池上，用于测量所述待测液体的超声信号；所述第二超声传感器安装在所述第二光声池上，用于测量所述参考液体的超声信号；其中，所述待测液体的光信号和所述待测液体的超声信号构成所述待测液体的光声信号；所述参考液体的光信号和所述参考液体的超声信号构成所述参考液体的光声信号；

所述待测液体的光声信号经过第一前置放大器放大处理之后，被所述第一数据采集卡采集；所述参考液体的光声信号经过第二前置放大器放大处理之后，被所述第二数据采集卡采集；

分别测量第一测量通路和第二测量通路的光声信号的温度系数，根据所述温度系数，分别对第一测量通路的光声信号和第二测量通路的光声信号进行补偿，得到温度补偿后的第一路光声信号和温度补偿后的第二路光声信号；对温度补偿后的第一路光声信号和温度补偿后的第二路光声信号进行差动比值计算，消除光强波动的影响；获取差动比值处理后的第一路光声信号和第二路光声信号的差值，根据所述差值，获取所述待测液体中目标物的浓度值，其中，

将经过温度补偿的两路光声信号强度进行差动比值计算，采用“差和比”作为最后的差动处理结果，得到的“差和比”值已不再含有光强波动的影响；

P＝(Pa′-Pb′)/(Pa′+Pb′)

P为差动处理结果，Pa′和Pb′为补偿之后的第一路光声信号强度和第二路光声信号强度。

2.根据权利要求1所述的具备温度补偿的差动光声测量系统，其特征在于，所述第一数据采集卡和第二数据采集卡构成双路同步采集器，用于同步采集所述待测液体的光声信号和第一温度信号，以及所述参考液体的光声信号和第二温度信号。

3.一种具备温度补偿的差动光声测量方法，其特征在于，应用在如权利要求1-2中任一项所述的具备温度补偿的差动光声测量系统，所述方法包括：

温度系数测定步骤：分别测量第一测量通路和第二测量通路的光声信号的温度系数；

光声温度补偿步骤：根据所述温度系数，分别对第一测量通路的光声信号和第二测量通路的光声信号进行补偿，得到温度补偿后的第一路光声信号和温度补偿后的第二路光声信号；

差动比值处理步骤：对温度补偿后的第一路光声信号和温度补偿后的第二路光声信号进行差动比值计算，消除光强波动的影响；

浓度值计算步骤：获取差动比值处理后的第一路光声信号和第二路光声信号的差值，根据所述差值，获取所述待测液体中目标物的浓度值；

其中，所述差动比值处理步骤，包括：

将经过温度补偿的两路光声信号强度进行差动比值计算，采用“差和比”作为最后的差动处理结果，得到的“差和比”值已不再含有光强波动的影响；

P＝(Pa′-Pb′)/(Pa′+Pb′)

P为差动处理结果，Pa′和Pb′为补偿之后的第一路光声信号强度和第二路光声信号强度。