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原文传递一种水分子浓度计算方法

专利名称：	一种水分子浓度计算方法
摘要：	一种水分子浓度计算方法，该方法包括：(1)预设一个水分子数浓度c₀，与光腔结构内的温度T、气压P测量值结合，求解水分子的分压比f；(2)根据上述f、温度T、气压P，计算波数区间ν₀至ν₁内、以Δν为波数步长、以ν'为Voigt线截断值的水分子的高分辨率吸收截面σ_H2O；(3)根据水分子的高分辨率吸收截面σ_H2O，计算实际所用光谱仪低分辨率下的水分子有效吸收截面σ_H2O’；(4)求得对应σ_H2O’的水分子数浓度c’；(5)预设一个收敛阈值Δc，当\|c’‑c₀\|≤Δc时，结束计算，输出c’为最终水分子数浓度值。否则以c’替代上述第(1)步中的c₀，重复(1)‑(4)的计算过程，得到新的水分子数浓度值c”，并检验\|c”‑c’\|≤Δc是否成立。如是，结束计算，输出c”；否则继续上述迭代，直至连续两次计算得到的水分子数浓度满足上述收敛条件。本申请实施例，在无需使用很高分辨率的光谱仪的情况下可以有效地获得气体中的水分子浓度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳市卡普瑞环境科技有限公司
发明人：	欧阳彬;王玉政
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201811025416.3
公开号：	CN108956503A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司 11212
代理人：	谈杰
分类号：	G01N21/31(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/31
申请人地址：	518000 广东省深圳市福田区福保街道福田保税区市花路五号长富金茂大厦1号楼11层1106
主权项：	1.一种水分子浓度计算方法，其特征在于，包括：(1)预设一个水分子数浓度c0，与光腔结构内的温度T、气压P测量值结合，求解水分子的分压比f，即：其中，Rg为气体常数即8.314J/(mol K)；NA为阿佛加德罗常数，取值约为6.02×1023/mol。(2)根据上述f、温度T、气压P，计算波数区间v0至v1内、以Δν为波数步长、以ν'为Voigt线截断值的水分子的高分辨率吸收截面σH2O；其中，v0表示需要计算的光谱波段的起始波数，而v1表示结束波数；(3)根据水分子的高分辨率吸收截面σH2O，计算实际所用光谱仪低分辨率下的水分子有效吸收截面σH2O’，即：(3.1)将步骤(2)中计算得到的水分子的高分辨率吸收截面σH2O代入以下公式，计算得到高分辨率下的透光率T'(λ)；其中，T'(λ)为透光率，I0(λ)为光腔结构内样品不含水汽时光谱仪观察到的光强；I(λ)为光腔结构内样品含水汽时光谱仪观察到的光强，R(λ)为镜面反射率，d为有效光腔强度；(3.2)根据高分辨率下的透光率T'(λ)进行卷积计算，得到对应实际所用光谱仪的低分辨率的透光率T”(λ)；(3.3)通过以下公式，将透光率T”(λ)转化为对应实际所用光谱仪低分辨率下的水分子有效吸收截面σH2O’，即：(4)将上述水分子有效吸收截面σH2O’与其他可能在同一光谱波段存在吸收的气体分子的标准吸收截面一起，结合高反腔实际观测到的总消光系数，并通过宽带腔增强吸收光谱反演浓度过程中常用的Marquardt‑Levenberg非线性回归法，求得对应σH2O’的水分子数浓度c’；(5)预设一个收敛阈值Δc，当\|c’‑c0\|≤Δc时，结束计算，输出c’为最终水分子数浓度值；当\|c’‑c0\|>Δc时，将c’迭代回步骤(1)以替代c0，并重读执行步骤(1)‑(4)的计算过程，得到新的水分子数浓度c”，比较Δc与\|c”‑c’\|的大小以判断是否收敛，如果\|c”‑c’\|≤Δc，则收敛，输出c”为最终水分子数浓度值；如果\|c”‑c’\|>Δc，则继续重复上述步骤，直至两次循环得到的水分子数浓度差的绝对值小于或等于Δc。
所属类别：	发明专利