用于确定气体组分浓度的方法和光谱仪与流程

文档序号:12357846阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于确定气体组分浓度的方法,包括:

-生成具有在波长范围[λ1、λ2]中可变的波长的光束,

-引导所述光束通过一测量体积,所述测量体积中存在待确定的气体组分,其中所述气体组分在所述波长范围中有吸收,

-调谐所述波长范围,

-检测所述光束在通过所述测量体积后的强度,

-在调谐时存储测量点,所述测量点分别由时间点和与此相关的强度值组成,由此得到直接吸收谱线,

-通过在时间轴上移动所存储的测量点来从所述测量点生成仿真测量曲线,

-其中所述移动通过以下方式进行,即在波长时间曲线中移动测量点之后产生所述波长的仿真调制,

-根据波长调制光谱法对所述仿真测量曲线进行评估,并从中确定第一浓度值。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述测量值存储之后,根据直接吸收光谱法来实施对所述直接吸收谱线的评估并确定第二浓度值。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,将所生成的两个浓度值用于通过所述值相互的真实性检查来实现有关功能安全的被提高的安全性。

4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,从所述两个浓度值生成共同的浓度值。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在调谐过程中无需对所述波长进行另外的高频调制地调谐所述波长范围,从而产生无需高频调制的单调波长时间曲线。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,以不一定恒定的>=0的速度在正向方向上改变对所述波长范围的调谐,并且以不一定恒定的>=0的速度在负向方向上改变对随后变化进行的调谐,在这种情况下两个方向或只有一个方向能够用于评估。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述仿真调制是正弦型、矩形或三角形。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,使所述仿真调制的振幅和/或频率匹配根据波长调制光谱的评估。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述仿真调制的相位以如下方式进行匹配,从而使得在根据波长调制光谱进行评估时不会增加另外的相移或信号转向,以便得到最佳结果。

10.一种光谱仪,具有:

-光源,所述光源被用于产生具有在波长范围[λ1、λ2]中可变的波长的光束,

-测量体积,在所述测量体积中存在待确定的气体组分并且所述光束通过所述测量体积,

-光源驱动装置,所述光源驱动装置用于在调谐过程中无需对所述波长进行另外的高频调制地调谐所述波长范围,从而产生无需高频调制的单调波长时间曲线,

-光检测器,所述光检测器用于检测所述光束通过所述测量体积后的强度,

-存储装置,所述存储装置用于在调谐时存储测量点,所述测量点分别由时间点和与此相关的强度值组成,由此得到直接吸收谱线,

-评估单元,所述评估单元用于通过在时间轴上移动所存储的测量点来从所述测量点生成仿真测量曲线,其中所述移动通过以下方式实现,即在所述波长时间曲线中移动测量点之后产生另外的高频调制,

-并且所述评估单元用于根据波长调制光谱法对所述仿真测量曲线进行评估并从中确定第一浓度值。

11.如权利要求10所述的光谱仪,其中将所述评估单元设计成使得分别由时间点和与此相关的强度值组成的测量点能够根据直接吸收光谱法进行评估并从而能够确定第二浓度值。

12.如权利要求10或11所述的光谱仪,其特征在于,所述光源是激光器,其发射波长能够通过控制电流或控制电压来改变。

13.如权利要求12所述的光谱仪,其特征在于,通过所述控制电流或控制电压的线性变化实现调谐。

14.如权利要求12所述的光谱仪,其特征在于,通过所述控制电流或控制电压的非线性变化实现调谐。

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