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专利名称：纠正光谱漂移的方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及光谱领域，特别涉及纠正光谱漂移的方法及应用。
背景技术：
对基于光谱的分析仪器，比如激光吸收光谱气体分析仪、光源或光谱仪的波长准确性决定着分析仪器能否正常运行。但事实上，光源或光谱仪的波长往往会发生漂移，无法长时间保持稳定，轻者造成测量不准确，重者会造成仪器无法使用。为了解决波长漂移问题，目前有如下解决方案:定期校准上述光谱分析仪的工作波长，比如，定期检测被测物质的测量光谱是否偏离设定位置，如果有偏差，则通过调整激光器的驱动参数，重新确定激光器的发射波长。这种解决方案在大含量、无干扰的被测物质检测中是适用的，但是被检测物质含量低且存在背景物质干扰的情况下就无法使用，此时必须将光谱气体分析仪从工艺管道测量位置拆下，安装在标定管上通标气完成波长校准。不但操作复杂，而且还需要停工才能拆下分析仪或者通入标准气体，严重影响了生产的正常进行，带来较大损失。为了解决上述不足，现有技术中还有如下解决方案:在气体的吸收光谱测量中，采用被测气体二次谐波信号的顶点位置去纠漂，这样做当被测气体浓度较且存在背景气体吸收干扰时，软件很难准确寻找到被测气体的吸收信号。如果加大纠偏的信号限值，则无法实时纠偏；如果减小纠偏的信号限值，这可能会导致将背景气体的干扰信号当做被测气体错误纠正，导致测量错误。图1示意性地给出了在天然气中微量水测量中的吸收波形图，如图1所示，在水吸收峰的侧部始终存在一个高浓度的甲烷的吸收峰，在实际测量过程中也发生了以上纠偏的困扰。位于中央的吸收峰为HCl (50ppm)的吸收信号，右侧坐标大约180点处为H20(20%左右)的吸收信号，当实际测量时HCl浓度仅为IOppm左右，而H2O浓度始终在20-30%左右，即正常测量时HCl吸收信号小于H2O的吸收信号，此时容易出现上述纠偏错误或者纠偏不起作用。

发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种可靠性高、稳定性好、实时的纠正光谱漂移的方法，以及该方法在气体测量中的应用。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:纠正光谱漂移的方法，所述方法具体为:(Al)选择被测气体的吸收光谱谱线，使得被测气体和背景气体的吸收波形具有重叠点，所述被测气体和背景气体处于待测环境中；(A2)获得被测气体和背景气体的吸收波形，寻获至少一个所述重叠点，利用该重叠点纠正光谱漂移。
根据上述的方法，优选地，所述重叠点是共同的最低点。根据上述的方法，优选地，所述方法进一步包括:(BI)寻获重叠点后，将该重叠点的位置纠正到正确位置。根据上述的方法，优选地，所述方法进一步包括:(Cl)寻获重叠点后,记录该重叠点的位置与正确位置的偏差。根据上述的方法，优选地，所述吸收波形是气体吸收光谱的二次谐波。根据上述的方法，优选地，所述待测环境是天然气，所述被测气体是水蒸气，所述背景气体是甲烷。本发明的目的还通过以下技术方案得以实现的:根据上述的方法在气体测量中的应用，具体应用在气体的检测和/或标定。根据上述的应用，可选地，所述检测包括气体的含量、流速或温度的测量。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:1、吸收波形的重叠点如最低点不会因为被测气体的变化而变化，因此纠漂的可靠性高、稳定，可应用在测量和标定中的实时纠漂；


参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:图1是根据现有技术中甲烷和水蒸气的吸收波形图；图2是根据本发明实施例1的方法的流程图；图3是根据本发明实施例1的甲烷和水蒸气的吸收波形图。
具体实施例方式图2、3和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1:图2示意性地给出了本发明实施例的纠正光谱漂移的方法的流程图。如图2所示，所述方法包括以下步骤:(Al)选择被测气体的吸收光谱谱线，使得被测气体和背景气体的吸收波形具有重叠点，所述被测气体和背景气体处于待测环境中；优选地，所述吸收波形是气体吸收光谱的二次谐波；上述重叠点在吸收波形中的位置固定，不会因为被测气体的变化而变化，所以利用该点去纠漂可靠性高、稳定。优选地，所述重叠点是共同的最低点。(A2)获得被测气体和背景气体的吸收波形，寻获至少一个所述重叠点，利用该重叠点纠正光谱漂移。优选地，寻获重叠点后，将该重叠点的位置纠正到正确位置。或者，寻获重叠点后，记录该重叠点的位置与正确位置的偏差，用于后续的气体测量。实施例2:根据本发明实施例1的方法在天然气中微量水蒸气浓度测量中的应用例，天然气中主成分是甲烷。在该应用例中，选择水蒸气的吸收光谱谱线，在该吸收光谱谱线的附近具有甲烷的吸收光谱谱线，在甲烷和水蒸气的吸收的二次谐波中，存在共同的最低点，利用该最低点去纠正漂移。图3给出了天然气中甲烷和水蒸气的吸收光谱的二次谐波。
权利要求
1.纠正光谱漂移的方法，所述方法为: (Al)选择被测气体的吸收光谱谱线，使得被测气体和背景气体的吸收波形具有重叠点，所述被测气体和背景气体处于待测环境中； (A2)获得被测气体和背景气体的吸收波形，寻获至少一个所述重叠点，利用该重叠点纠正光谱漂移。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述重叠点是共同的最低点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述方法进一步包括:(BI)寻获重叠点后，将该重叠点的位置纠正到正确位置。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述方法进一步包括:(Cl)寻获重叠点后，记录该重叠点的位置与正确位置的偏差。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述吸收波形是气体吸收光谱的二次谐波。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述待测环境是天然气，所述被测气体是水蒸气，所述背景气体是甲烷。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法在气体测量中的应用，具体应用在气体的检测和/或标定。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于:所述检测包括气体的含量、流速或温度的测量。
全文摘要
本发明提供了一种纠正光谱漂移的方法，具体为(A1)选择被测气体的吸收光谱谱线，使得被测气体和背景气体的吸收波形具有共同的最低点，所述被测气体和背景气体处于待测环境中；(A2)取得被测气体和背景气体的吸收波形，寻获至少一个所述的共同的最低点，利用该共同的最低点纠正光谱漂移。本发明具有可靠性高、稳定、实时等优点。
文档编号G01N21/31GK103115878SQ20121059668
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者俞大海, 顾海涛 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司