[发明专利]一种基于TDLAS技术的高准确度检测装置及修正方法

权利要求书

1.一种基于TDLAS技术的多组分气体检测装置的修正方法，

基于TDLAS技术的多组分气体检测装置，包括多通池温度控制装置(7)，多通池温度控制装置(7)内设置多通池(5)和光电探测器(6)；

多通池(5)的入口管路上设置进气口比例阀(1)和压力传感器(4)，多通池(5)的出口管路上设置出气口比例阀(2)和真空泵(3)；

多通池(5)的入口与光纤耦合器(18)的出口光学连接，多通池(5)的出口与光电探测器(6)的一端光学连接；

光电探测器(6)的另一端与锁相放大器(8)和多路采集卡(9)电学连接，且多路采集卡(9)同时与锁相放大器(8)电性连接，多路采集卡(9)还与微型计算机(10)的一端电性连接，微型计算机(10)的另一端与信号发生装置(11)的一端电性连接；

信号发生装置(11)的另一端分别与CO₂激光器驱动(12)、CO₂激光器温控(13)、CH₄激光器驱动(14)和CH₄激光器温控(15)电性连接，CO₂激光器驱动(12)和CO₂激光器温控(13)共同与CO₂激光器(17)电性连接，CH₄激光器驱动(14)和CH₄激光器温控(15)共同与CH₄激光器(16)电性连接；CH₄激光器(16)和CO₂激光器(17)分别与光纤耦合器(18)的两个入口光学连接；

以上所有部件均设置在外部温度控制装置(19)中；

多通池(5)上设置有第三温度传感器(22)，多通池温度控制装置(7)上设置有第二温度传感器(21)，所述外部温度控制装置(19)上设置有第一温度传感器(20)；

其特征在于，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：

步骤1：利用温度传感器测量环境温度，并设置外部温度控制装置(19)和多通池温度控制装置(7)内部的温度高于环境温度；

步骤2：待温度稳定后，打开进气口比例阀(1)、出气口比例阀(2)和真空泵(3)，充入待测试样品气体，待外部温度控制装置(19)和多通池温度控制装置(7)内部的残余气体全部被置换后，关闭进气口比例阀(1)，并将多通池(5)的压力控制到40Torr，关闭出气口比例阀(2)和真空泵(3)；

步骤3：开启CH₄激光器(16)和多路采集卡(9)，开始测量待测试样品气体中的CH₄气体浓度，同时采集测量过程中的扫描信号幅值，测量完成后关闭CH₄激光器(16)，开启CO₂激光器(17)，开始测量待测试样品气体中的CO₂气体浓度，同时采集测量过程中的扫描信号幅值；

步骤4：利用背景修正算法对甲烷和二氧化碳浓度进行修正，首先根据公式修正由于初始光强变化导致的测量误差；

步骤5：然后对步骤4修正后的数据使用公式修正由于气体温度改变对测量结果的影响；

步骤6：对步骤5中修正后的数据利用高斯光束能量分布理论和初始光强变化量公式，修正有效吸收光程；

步骤7：对步骤6中修正后的数据，使用公式修正在温度变化的情况下，保持压强不变而引入的误差；

步骤8：根据实际测试得出不同温度下的系统常数k(T)，对步骤7修正后的气体浓度数据做最后一步修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDLAS技术的多组分气体检测装置的修正方法，其特征在于，所述步骤4中具体使用的公式如下：

步骤4：基于比尔-朗伯定律和波长调制吸收光谱理论可知初始光强与系统输出成正比关系，根据测量时初始光强I与标定时初始光强I₀比值，对系统输出进行修正，光强修正系数K_I可用如下公式表示：

I₀是标定温度25℃下的初始光强，I是当前温度下的初始光强。