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原文传递气体浓度检测装置及方法

专利名称：	气体浓度检测装置及方法
摘要：	本发明提供了一种气体浓度检测装置及方法，涉及环境检测技术领域，包括包括光源灯、准直镜、气体吸收腔、第一光谱检测仪和处理器；该准直镜将光源灯发出的目标光线平行射入气体吸收腔内；目标光线穿过存储在气体吸收腔内的待测气体后平行传输至第一光谱检测仪；第一光谱检测仪的分辨率低于指定值，用于检测接收到的目标光线，得到接收到的目标光线的第一光谱；处理器用于获取第一光谱，并根据第一光谱和预建立的气体反演模型，确定待测气体的气体预测数据。这种气体浓度检测装置采用低分辨率的第一光谱检测仪，降低了装置的成本，同时，这种利用第一光谱和气体反演模型预测气体预测数据的方式，在降低成本的同时，确保气体预测数据的高准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京印刷学院
发明人：	廉玉生;刘艳星;胡晓婕;金杨;魏先福;刘瑜;黄敏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910410074.5
公开号：	CN110031416A
代理机构：	北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	徐彦圣
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	102627 北京市大兴区兴华大街(二段)1号
主权项：	1.一种气体浓度检测装置，其特征在于，所述装置包括光源灯、准直镜、气体吸收腔、第一光谱检测仪，以及和所述第一光谱检测仪连接的处理器；所述光源灯用于发出目标光线；所述准直镜用于将所述目标光线平行射入所述气体吸收腔内；所述气体吸收腔用于存储待测气体；所述目标光线穿过所述待测气体后平行传输至所述第一光谱检测仪；所述第一光谱检测仪的分辨率低于指定值，用于检测接收到的目标光线，得到所述接收到的目标光线的第一光谱；其中，所述第一光谱包括所述接收到的目标光线的波段和对应该波段的光波强度；所述处理器用于获取所述第一光谱，并根据所述第一光谱和预建立的气体反演模型，确定所述待测气体的气体预测数据；其中，所述气体预测数据包括所述待测气体的气体成分和该气体成分的气体浓度。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光谱检测仪包括滤光器件和光谱检测器件；所述滤光器件用于将所述目标光线中多个预设波段对应的光线依次发射到所述光谱检测器件中；所述光谱检测器件用于检测所述波段对应的光线的光波强度。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括分光器件，以及与所述第一光谱检测仪平行放置的第二光谱检测仪；所述分光器件置于所述气体吸收腔和所述第一光谱检测仪之间；所述分光器件用于将所述气体吸收腔射出的平行光线均分成两束光线；所述第一光谱检测仪用于检测所述两束光线中的其中一束光线，得到所述第一光谱；所述第二光谱检测仪的分辨率高于所述指定值，用于检测所述分光器件所分的两束光线中的另一束光线，得到第二光谱；所述处理器还用于获取所述第二光谱，根据所述第一光谱和所述第二光谱对所述气体反演模型进行校正训练。 4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括接口；所述接口用于安装所述第二光谱检测仪，以使所述装置可随意安装或卸载所述第二光谱检测仪。 5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示设备；所述显示设备用于显示所述气体预测数据。 6.一种气体浓度检测方法，其特征在于，所述方法应用于处理器；所述方法包括：获取第一光谱；其中，所述第一光谱为经过待测气体吸收后的平行光线的光谱；根据所述第一光谱和预建立的气体反演模型，确定所述待测气体的气体预测数据；其中，所述气体预测数据包括所述待测气体的气体成分和该气体成分的气体浓度。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气体反演模型的训练过程，包括：获取光谱样本和气体数据样本；其中，所述气体数据样本为预先检测的待测气体样本对应的气体数据；按照设定的训练算法，应用所述光谱样本和所述气体数据样本训练初始反演模型，得到训练好的气体反演模型。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取第二光谱；根据所述第一光谱和所述第二光谱对所述气体反演模型进行校正训练。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第一光谱和所述第二光谱对所述气体反演模型进行校正训练的步骤，包括：根据所述第二光谱，反演计算所述待测气体的气体数据；利用所述第一光谱和所述气体反演模型，确定所述待测气体的气体预测数据；计算所述气体预测数据和所述气体数据的数据差值；将所述数据差值除以所述气体数据，得到所述气体反演模型的精度数据；判断所述精度数据是否大于预设精度阈值；如果是，利用所述第一光谱和所述气体数据对所述气体反演模型进行校正训练。 10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，利用所述第一光谱和所述气体数据对所述气体反演模型进行校正训练的步骤，包括：获取所述第一光谱和所述气体数据；按照设定的训练算法，应用所述第一光谱和所述气体数据训练所述气体反演模型，得到校正后的气体反演模型。
所属类别：	发明专利