(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210545412.8 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 安徽理工大 学 地址 232000 安徽省淮南市田家庵区 (72)发明人 封居强　蔡峰　杨静　黄凯峰　 张星　 (74)专利代理 机构 合肥锦辉利标专利代理事务 所(普通合伙) 34210 专利代理师 陈捷 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓 度的系统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种光声光谱法检测多组份 气体中瓦斯浓度的系统和方法， 涉及多组份气体 检测技术领域， 解决了 现有技术中无法准确判定 多组份气体检测开始时刻， 导致多组份气体内瓦 斯浓度检测的准确性降低的技术问题， 根据光声 光谱原理对多组份气体内瓦斯浓度进行检测， 提 高了多组份气体中瓦斯浓度检测的准确性， 增强 工作人员的安全性， 防止出现瓦斯浓度超标导致 气体危险性增加； 对多组份气体的检测进行分 析， 准确判定多组份气体的检测时刻以及当前时 刻气体检测是否开始， 提高了气体检测效率的准 确性； 对光声池内多组份气体内瓦斯浓度进行监 测， 判断光声池内光声信号与激光器功率是否呈 线性关系， 从而判定瓦斯浓度是否超标。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114965288 A 2022.08.30 CN 114965288 A 1.一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓度的系统， 其特征在于， 包括多组份气体 检测平台， 多组份气 体检测平台内设置有服务器， 服务器通讯连接有气 体检测判定单元、 温 度影响分析 单元以及瓦斯浓度分析 单元； 多组份气体检测平台用于对多组份气体进行实时检测， 根据光声光谱原 理对多组份气 体内瓦斯浓度进 行检测； 服务器生成气 体检测判定信号并将气 体检测判定信号发送至气 体 检测判定单元， 通过气体检测判定单元对多组份气体的检测进行分析； 服务器生成温度影 响分析信号并将温度影响分析信号发送至温度影响分析单元， 通过温度影响分析单元分析 光声池周边环境温度对气体检测的影响； 服务器生成瓦斯浓度分析信号并将瓦斯浓度分析 信号发送至瓦斯浓度分析单元， 通过瓦斯浓度分析单元对光声池内多组份气 体内瓦斯浓度 进行监测。 2.根据权利要求1所述的一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓度的系统， 其特征 在于， 气体 检测判定单 元的气体 检测判定过程如下： 将多组份气体进行存放， 并将存放的容器标记为光声池， 随后通过激光器向光声池内 发射光线， 并将发射的光线对应数据标记为光信号， 光纤对应数据包括光线的光波频率以 及辐射波长； 当光纤进入光声池后， 对气体检测判定进行分析， 采集到光线未进入光声池 时， 光声池内的温度以及温度浮动值， 并将对应光声池内的温度以及温度浮动值分别标记 为光声池内初始温度以及初始温度浮动值； 采集到光线进入光声池后， 光声池内的温度以 及温度浮动值， 并将对应光声池内的温度以及温度浮动值分别标记为光声池内实时温度和 实时温度浮动值； 将光声池内初始温度以及初始温度浮动值分别与光声池内实时温度和实时温度浮动 值进行比较： 若光声池内初始温度超过光声池内实时温度， 且初始温度浮动值超过实时温 度浮动值， 则判定光声池内气体检测浓度未开始， 生成检测未开始信号并将检测未开始信 号发送至服务器； 若光声池内初始温度未超过光声池内实时温度， 且初始温度浮动值未超 过实时温度浮动值， 则判定光声池内气体检测浓度开始， 生成检测开始信号并将检测开始 信号发送至服 务器。 3.根据权利要求1所述的一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓度的系统， 其特征 在于， 温度影响分析 单元的温度影响分析 过程如下： 设置温度影响分析时间段， 并将 温度影响分析时间段划分为i个子时间节点， 采集到各 个子时间节点对应光声池周边环境的温度值以及各个子时间节点对应光声池内声波传播 速度， 并将各个子时间节点对应光声池周边环境的温度值以及各个子时间节点对应光声池 内声波传播速度分别标记为 WDi和SDi； 根据各个子时间节点对应光声池周边环境的温度值以及各个子时间节点对应光声池 内声波传播速度构建实时温度集合和实时声波速度集合， 且实时温度集合和实时声波速度 集合内子集排序均以各个子时间节点的顺序为准； 将实时温度集合内相邻子集进行比对， 若实时温度集合内相 邻子集的温度差值超过温度差值阈值， 则对实时声波速度集合内对应 子时间节点的实时声波速度进 行比对， 若对应相 邻子集的实时声波速度对应差值超过声波 速度阈值， 则判定温度存在影响， 生成温度影响信号并将温度影响信号 发送至服务器， 服务 器接收到温度影响信号后， 对光声池周边环境温度进行控制； 若对应相邻子集的实时声波 速度对应差值未超过声波速度阈值， 则判定温度不存在影响， 生成温度无影响信号并将温权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114965288 A 2度无影响信号发送至服 务器。 4.根据权利要求1所述的一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓度的系统， 其特征 在于， 瓦斯浓度分析 单元的瓦斯浓度分析 过程如下： 采集到多组份气体的浓度， 并将多组份气体浓度标记为QN； 采集到激光器发射光线对 应的光声信号， 并将激光器发射光线对应的光声信号 强度标记为XH； 以多组份气体浓度为X 轴， 以光声信号强度为Y轴构建分析坐标系， 设置五个采集时间点， 且五个采集时间点的光 声信号强度随着时间变化强度增 加； 将五个采集时间点构成的时间段标记为采集时间段， 将五个采集时间点代入坐标系 中， 若五个采集时间点内光声信号 强度呈增加趋势， 且多组份气 体浓度也呈增加趋势， 则判 定采集时间段内光声信号 强度和多组份气 体的浓度呈线性， 则生成瓦斯浓度正常信号并将 瓦斯浓度正常信号发送至服务器； 若五个采集时间点内光声信号强度呈增加趋势， 且多组 份气体浓度未呈增加趋势， 则判定采集时间段内光声信号强度和多组份气 体的浓度未呈线 性， 则生成瓦斯浓度异常信号并将瓦斯浓度异常信号发送至服务器； 服务器接 收到瓦斯浓 度异常信号后， 将对应多组份气体进行实时整顿。 5.一种光声光谱法检测多组份气体中瓦斯浓度的方法， 其特征在于， 具体检测步骤如 下： 步骤一、 气体检测判定， 对多组份气体的检测进行分析， 准确判定多组份气体的检测时 刻以及当前时刻气体 检测是否开始； 步骤二、 温度影响分析， 分析光声池周边环境温度对气体检测的影响， 判断外界环境对 光声池气体 检测的影响； 步骤三、 瓦斯浓度分析， 对光声池内多组份气体 内瓦斯浓度进行监测， 判断光声池内光 声信号与激光器功率是否呈线性关系， 从而判定瓦斯浓度是否超标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114965288 A 3