[发明专利]一种基于紫外差分吸收光谱的NO浓度测量系统及浓度计算方法

权利要求书

1.一种基于紫外差分吸收光谱的NO浓度测量系统，其特征在于，所述系统包括：

配气系统、混气室、紫外光源、气体检测池、尾气处理装置、紫外光谱仪和计算设备，所述配气系统用于配置NO标气，并通过所述混气室将NO标气混合均匀后通入所述气体检测池中，从所述气体检测池中排出的气体通过所述尾气处理装置后排入大气，所述紫外光源及紫外光谱仪均与所述计算设备连接，所述计算设备控制所述紫外光源的启动以发射紫外光，紫外光经过所述气体检测池后被所述紫外光谱仪接收，所述紫外光谱仪产生的光谱数据被传入所述计算设备并被储存在所述计算设备中；

所述NO浓度测量系统被配置为执行NO浓度计算方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取所述NO浓度测量系统的背景光谱I及所述紫外光源的原谱I₀，其中，

首先在未开启所述紫外光源的情况下，开启所述紫外光谱仪，获取所述NO浓度测量系统的背景光谱，随后打开所述紫外光源，获取所述紫外光源的原谱；

步骤2：获取经过NO标气后的紫外光谱I₁，I₂…I_m，其中，

分别通入m种不同浓度的NO标气，并通过所述紫外光谱仪接收存储经过m种不同浓度的NO标气后衰减的紫外光谱I₁，I₂…I_m；

步骤3：计算NO标气吸光度，其中，

获取不同浓度NO的标气吸光度，在所述标气吸光度中包括NO的造成紫外光谱信号衰减的NO浓度信息；

步骤4：快变光谱及慢变光谱分离，其中，

通过多项式拟合处理NO吸光度后再进行差分能够获取包括NO标气浓度信息的快变光谱信息；

步骤5：快变光谱傅里叶转换，其中，

对不同浓度NO标气下获取的快变光谱进行傅里叶转换，提取傅里叶转换后的极值点；

步骤6：极值点与NO标气浓度值通过线性拟合建立函数关系，其中，

将在不同浓度NO标气下获取的傅里叶转换的极值点与NO标气浓度值对应，通过线性拟合建立函数关系，作为NO浓度反演计算公式；

步骤7：通过所述NO浓度反演计算公式反演计算标气浓度值以进行误差修正，其中，

将傅里叶转换极值点相应代入NO浓度反演计算公式计算获取浓度计算值，并与标气实际浓度对应进行函数拟合，获取浓度修正后的NO反演浓度修正公式；

步骤8：计算未知浓度的NO气体浓度，其中，

通过步骤1至5获取未知浓度NO气体的傅里叶转换极值点，将傅里叶转换极值点的数值代入步骤7中的NO浓度反演计算公式获取NO浓度计算值，然后将该NO浓度计算值代入步骤8中的NO浓度反演修正公式以获得最终的NO浓度值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

在步骤2中，分别通入浓度为200ppm、300ppm、400ppm、500ppm的NO标气。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

在步骤3中，通过以下计算公式获取不同浓度NO的标气吸光度：Ln(I₀-I)/(I_n-I)，其中n是小于等于m的自然数。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

在步骤4中，经过NO标气的紫外光谱强度衰减原因包括NO标气的特征吸收以及Rayleigh散射和Mie散射。