一种激光甲烷传感器稳定评估方法与流程

本发明涉及甲烷传感器评估，更具体地说，本发明涉及一种激光甲烷传感器稳定评估方法。

背景技术：

1、激光甲烷传感器采用激光吸收光谱技术，激光吸收光谱技术利用激光束通过气体样品，检测特定波长的光吸收，基于甲烷分子对特定激光波长吸收明显这一特性，通过测量吸收发射光强度来确定甲烷气体浓度；

2、现有技术存在的不足：在工业环境中，可能存在多种气体，而传感器需要能够准确区分并测量目标气体，有时，激光甲烷传感器可能对低浓度的甲烷不够敏感，这可能影响在环境中检测低浓度甲烷的能力， 一些传感器可能在长时间使用后出现性能下降，可能由于光学元件的退化、光源的老化等问题，这会导致无法及时发现潜在的甲烷泄漏，这可能导致爆炸和火灾等安全风险。

3、针对上述问题，本发明提出一种解决方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种激光甲烷传感器稳定评估方法，通过甲烷传感器评估，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种激光甲烷传感器稳定评估方法，包括如下步骤：

4、s10，通过激光甲烷传感器与甲烷气体之间的光学反应产生的激光强度变化测量甲烷气体的浓度；

5、s20，获取激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时的若干个测量过程数据信息，包括激光发射前以及甲烷气体与激光反应完成后的这两个流程的光电学性质信息和激光甲烷传感器仪器本身的输入输出信号差异导致的数据波动情况信息，并对光电学性质信息和数据波动情况信息进行分析处理；

6、s30，将激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时经过分析处理后的光电学性质信息和数据波动情况信息建立综合分析模型，生成监测稳定性评估值，通过监测稳定性评估值对激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时的稳定性进行评估；

7、s40，激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时生成的监测稳定评估值与预先设定的监测稳定性参考阈值进行比对分析，判断激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时的稳定性情况，并对存在异常的隐患发出预警通知；

8、s50，对激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时存在的稳定性异常进行维护管理时，收集激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时实时输出的若干个测量稳定性评估值进行综合分析，判断维护管理情况。

9、在一个优选的实施方式中，在步骤s20中，激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时的光电学性质信息包括光电漂移偏差系数和激光吸收光强变动系数，数据波动情况信息包括输入输出信号曲度异常系数，获取后，将光电漂移偏差系数、激光吸收光强变动系数以及输入输出信号曲度异常系数分别标定为、和。

10、在一个优选的实施方式中，光电漂移偏差系数获取的逻辑如下：

11、获取激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时在p时间内末端时刻的光源漂移指数，并将实时的光源漂移指数标定为；光源漂移指数用于表示激光波长和发射光强相比设定波长和发射光强的变化差异情况，光源漂移指数的计算公式为：，式中，表示光源漂移指数，表示激光波长大小，表示初始设定的波长大小，表示发射光强大小，表示初始设定的发射光强大小；计算光电漂移偏差系数，计算表达式为：，式中，表示初始光源漂移指数；

12、激光吸收光强变动系数的获取逻辑如下：

13、获取激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时在p时间内不同时刻的实时的吸收光强，并将实时的吸收光强标定为,表示激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度在p时间内各个时刻获取的实时吸收光强的编号，，为正整数；通过激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时在p时间内不同时刻的实时的吸收光强计算吸收光强标准差和吸收光强平均值，并将吸收光强标准差和吸收光强平均值分别标记为和，以下是具体计算式：，；计算吸收光强变异系数，计算的表达式为：，式中表示吸收光强变异系数；

14、计算激光吸收光强变动系数，计算的表达式为：;

15、输入输出信号曲度异常系数的获取逻辑如下：

16、获取激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时在p时间内间隔q时间段相对应的实时输入信号和输入信号的数据，将输入信号通过信号接收器转换成实时电流值并标定为，将激光甲烷传感器的测量显示浓度标定为，表示激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时在p时间内间隔q时间段相对应的实时电流值和测量显示浓度的编号，，为正整数；计算输入输出信号曲度异常系数，计算公式如下：，式中为预估的输入输出信号曲度。

17、在一个优选的实施方式中，在步骤s30中，将分析计算获取的光电漂移偏差系数、激光吸收光强变动系数以及输入输出信号曲度异常系数做无量纲处理，去除单位后生成监测稳定性评估值，并将监测稳定性评估值标定为，以下是监测稳定性评估值计算公式：，式中为监测稳定性评估值，、、为比例系数，且、、大于0。

18、在一个优选的实施方式中，在步骤s40中，将激光甲烷传感器测量甲烷气体浓度时生成的监测稳定评估值与预先设定的监测稳定性参考阈值进行对比分析，对比分析的逻辑如下：

19、如果监测稳定性评估值小于监测稳定性参考阈值，则生成高稳定性信号，当瓦斯气体浓度测量时生成高稳定性信号时，对高稳定性信号不发出预警通知；

20、如果监测稳定性评估值大于监测稳定性参考阈值，则生成低稳定性信号，当瓦斯气体浓度测量时生成低稳定性信号时，对低稳定性信号发出预警通知，告知相关工作人员并对激光甲烷传感器进行维修检查处理，当发现激光甲烷传感器存在稳定性异常时，对激光甲烷传感器进行及时维护管理。

21、在一个优选的实施方式中，在步骤s50中，对激光甲烷传感器监测甲烷气体时存在的稳定性异常进行维护管理时，收集激光甲烷传感器监测甲烷气体实时输出的若干个监测稳定性评估值建立一个稳定性数据集合，并将稳定性数据集合标记为，因此，表示稳定性数据集合内的监测稳定性评估值的编号，，为正整数；

22、使用稳定性数据集合内的监测稳定性评估值计算监测稳定性评估值标准差和监测稳定性评估值平均值，并将监测稳定性评估值标准差和监测稳定性评估值平均值分别与预先设定的标准差参考阈和预先设定的监测稳定性评估值参考阈值进行对比分析，分析逻辑如下：

23、如果，则说明维护管理未成功，需要再次发出提示警告管理人员进行进一步的维修；

24、如果且，仍然需要进一步监测维护管理；

25、如果且，则不需要进一步维护。

26、本发明一种激光甲烷传感器稳定评估方法的技术效果和优点：

27、1.本发明通过测量甲烷气体浓度时的光电学性质和数据波动，综合分析光电漂移偏差、激光吸收光强变动以及输入输出信号曲度异常等参数，无量纲处理生成监测稳定性评估值；通过与预设阈值比对，能够准确判断激光甲烷传感器的稳定性水平，并在检测到低稳定性信号时及时发出预警通知，提醒进行维护管理，从而有效降低激光甲烷传感器测量异常的风险，确保系统长期稳定运行。

28、2.本发明通过实时跟进维护情况，激光甲烷传感器监测系统在发现低稳定性信号并进行及时维护后，引入了对维护后的效果进行实时评估的机制；采集并分析多个实时测量稳定性评估值，建立稳定性数据集合，计算标准差和平均值，并与预先设定的标准差和监测稳定性评估值的参考阈值进行比对；通过此比对分析，能够准确判断激光甲烷传感器的稳定性维护情况；这一实时跟踪和评估机制使得系统具备了对维护管理效果的及时反馈，从而更有效地确保激光甲烷传感器的长期稳定运行，提高了系统的可靠性和实用性。