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原文传递用于估计气体浓度的系统和方法

专利名称：	用于估计气体浓度的系统和方法
摘要：	本公开提供了一种估计气体浓度的系统和方法，该方法包括：根据包括时间间隔的跳频序列调制红外光源，其中在第一时间间隔期间以第一频率调制红外光源，在随后的时间间隔期间以第二频率调制红外光源，并且第一频率不同于第二频率；从声耦合至暴露于由红外光源产生的红外光的气体的麦克风的输出接收麦克风信号；使用带通滤波器对麦克风信号进行带通滤波以产生经滤波的麦克风信号；根据跳频序列调整带通滤波器的中心频率，其中带通滤波器在第一时间间隔期间包括对应于第一频率的第一中心频率，带通滤波器在随后的时间间隔期间包括对应于第二频率的第二中心频率，其中第一中心频率不同于第二中心频率；以及根据所滤波的麦克风信号估计气体浓度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	英飞凌科技股份有限公司
发明人：	C·卡伯内利;R·贝西加托;W·福特纳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910006760.6
公开号：	CN110006835A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	郑立柱;张昊
分类号：	G01N21/3504(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	德国诺伊比贝尔格
主权项：	1.一种测量气体浓度的方法，所述方法包括：根据包括时间间隔的跳频序列调制红外光源，其中在第一时间间隔期间以第一频率调制所述红外光源，在随后的时间间隔期间以第二频率调制所述红外光源，并且所述第一频率不同于所述第二频率；从声耦合至暴露于由所述红外光源产生的红外光的气体的麦克风的输出接收麦克风信号；使用带通滤波器对所述麦克风信号进行带通滤波以产生经滤波的麦克风信号；根据所述跳频序列调整所述带通滤波器的中心频率，其中所述带通滤波器在所述第一时间间隔期间包括对应于所述第一频率的第一中心频率，所述带通滤波器在所述随后的时间间隔期间包括对应于所述第二频率的第二中心频率，其中所述第一中心频率不同于所述第二中心频率；以及根据所滤波的麦克风信号估计气体浓度。 2.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述气体浓度包括：针对每个时间间隔执行单独的气体浓度估计，以产生气体浓度估计的集合；确定哪些单独的气体浓度估计是异常估计；从所述气体浓度估计的集合中去除所述异常估计，以形成气体浓度估计的修正集合；以及基于所述气体浓度估计的修正集合确定所述气体浓度。 3.根据权利要求2所述的方法，其中去除所述异常估计包括确定多数规则。 4.根据权利要求1所述的方法，其中所述带通滤波器包括匹配带通滤波器。 5.根据权利要求4所述的方法，还包括校准所述带通滤波器，校准包括执行与第一气体浓度相对应的测试测量，执行所述测试测量包括：利用测试频率调制所述红外光源；接收所述麦克风信号；以及存储对应于所述测试频率的所述麦克风信号的时间响应。 6.根据权利要求5所述的方法，其中所述测试频率是所述跳频序列中的最低频率，并且所述第一气体浓度对应于最低气体浓度。 7.根据权利要求5所述的方法，其中对所述麦克风信号进行带通滤波包括：根据所述带通滤波器的所调整的中心频率偏移所存储的时间响应的频率以形成偏移时间响应；以及将所述偏移时间响应与所接收的麦克风信号进行卷积。 8.根据权利要求7所述的方法，其中：偏移所存储的时间响应的频率包括偏移所存储的时间响应的FFT；以及将所述偏移时间响应与所接收的麦克风信号进行卷积包括将所接收的麦克风信号的FFT与所存储的时间响应的所偏移的FFT相乘。 9.根据权利要求1所述的方法，其中根据所滤波的麦克风信号估计所述气体浓度包括：对所滤波的麦克风信号应用线性拟合模型。 10.一种用于测量气体浓度的系统，包括：红外光源；麦克风，声耦合至暴露于由所述红外光源产生的红外光的气体；以及分析单元，包括带通滤波器，所述带通滤波器具有电耦合至所述麦克风的输出的输入以及耦合至所述红外光源的输出，所述分析电路被配置为根据包括时间间隔的跳频序列来调制所述红外光源，其中在第一时间间隔期间以第一频率调制所述红外光源，在随后的时间间隔期间以第二频率调制所述红外光源，并且所述第一频率不同于所述第二频率；根据所述跳频序列调整所述带通滤波器的中心频率，其中所述带通滤波器在所述第一时间间隔期间包括与所述第一频率相对应的第一中心频率，所述带通滤波器在所述随后的时间间隔期间包括与所述第二频率相对应的第二中心频率，其中所述第一中心频率不同于所述第二中心频率；以及基于所述带通滤波器的输出估计气体浓度。 11.一种测量气体浓度的方法，所述方法包括：根据脉冲序列调制红外光源；从麦克风的输出接收麦克风信号，所述麦克风声耦合至暴露于由所述红外光源产生的红外光的气体；将所接收的麦克风信号与对应于所述脉冲序列的匹配信号相乘，以形成解扩麦克风信号；对所述解扩麦克风信号进行带通滤波以形成经带通滤波的解扩麦克风信号；以及根据所述经带通滤波的解扩麦克风信号估计气体浓度。 12.根据权利要求11所述的方法，还包括校准所述匹配信号，校准包括执行与第一气体浓度相对应的测试测量，执行所述测试测量包括：根据校准脉冲调制所述红外光源；接收所述麦克风信号；以及存储与所述校准相对应的所述麦克风信号的时间响应。 13.根据权利要求12所述的方法，其中将所接收的麦克风信号与对应于所述脉冲序列的匹配信号相乘包括：将所接收的麦克风信号与对应于所述校准的所述麦克风信号的所存储的时间响应相乘。 14.根据权利要求11所述的方法，其中根据所述经带通滤波的解扩麦克风信号估计所述气体浓度包括：对所述经带通滤波的解扩麦克风信号应用线性拟合模型。 15.一种用于测量气体浓度的系统，包括：红外光源；麦克风，声耦合至暴露于由所述红外光源产生的红外光的气体；以及分析电路，包括电耦合至所述麦克风的输出的输入以及耦合至所述红外光源的输出，所述分析电路被配置为根据脉冲序列调制所述红外光源；将在所述麦克风的输出处接收的麦克风信号与对应于所述脉冲序列的匹配信号相乘，以形成解扩麦克风信号；对所述解扩麦克风信号进行带通滤波，以形成经带通滤波的解扩麦克风信号；以及根据所述经带通滤波的解扩麦克风信号估计气体浓度。
所属类别：	发明专利