(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 202211262862.2 (22)申请日 2022.10.15 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 王飞　王文苑　 (74)专利代理 机构 杭州信与义专利代理有限公 司 33450 专利代理师 丁浩 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01N 21/31(2006.01) G01K 11/00(2006.01) (54)发明名称 基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度 同步测量方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于光谱快慢分离原理 的气体温度和浓度同步测量方法， 包括步骤： 获 取不同波长点未知浓度和温度信息的氯苯的差 分吸收光谱并作归一化处理； 计算氯苯在每个波 长点的差分吸收光谱对应的差分吸收截面； 对不 同温度下的每个波长点的差分吸收截面作归一 化处理； 对完成归一化后的未知浓度和温度信息 的差分吸收光谱与归一化后的每个差分吸收截 面用决定系数R2逐一进行对比， 并将寻找到的决 定系数R2的最大值对应的差分吸收截面所对应 的温度作为预测温度； 对预测温度对应的差分吸 收截面， 根据比尔 ‑朗伯定律计算出差分吸收截 面对应的氯苯浓度。 本发明考虑到差分吸收截面 的温度特异性， 实现了对氯苯温度和浓度的同时 测量。 权利要求书2页 说明书14页 附图13页 CN 115523958 A 2022.12.27 CN 115523958 A 1.一种基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其特征在于， 包括步 骤： L1， 获取未知浓度和温度信息的氯苯的差分吸 收光谱并作归一 化处理； L2， 计算实验中的已知浓度和温度的所述氯苯在每个波长点的所述差分吸收光谱对应 的差分吸 收截面； L3， 对实验中不同温度下的 的所述差分吸 收截面均 作归一化处理； L4， 对完成归一化后的未知浓度和温度信 息的所述差分吸收光谱与归一化后的每个所 述差分吸收截面用决定系数R2逐一进行对比， 并将寻找到的所述决定系数R2的最大值对应 的所述差分吸 收截面所对应的温度作为 步骤L1中未知温度的所述氯苯的预测温度； L5， 对所述预测温度对应的所述差分吸收截面， 根据比尔 ‑朗伯定律计算出所述差分吸 收截面对应的氯苯浓度。 2.根据权利要求1所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 步骤L2中， 计算所述差分吸收光谱对应的所述差分吸收截面的方法通过以下公 式(5)表达： 公式(1)中， Δσ( λ )表示波长为 λ 的光入射到氯苯气体中得到的差分吸 收截面； N表示氯苯 数密度； L表示吸收光程长度； DOD表示所述差分吸 收光谱。 3.根据权利要求1所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 步骤L3中， 对同一温度下 的每个波长点的所述差分吸收截面作归一化处理的方 法通过以下公式(2)表达： 公式(2)中， ΔσNormalization表示对Δσ 的归一 化结果； i表示指定温度指定浓度下的第i个波长点对应的差分吸 收截面； n表示指定浓度指定温度下选取在201 ‑220nm波段 范围内的波长点数量。 4.根据权利要求2所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 对氯苯的所述差分吸 收光谱进行归一 化的方法为： ΔDODNormalization表示对DOD的归一 化结果； DODi表示指定温度指定浓度下的第i个波长点对应的所述差分吸 收光谱。 5.根据权利要求1所述的基于差分吸收光谱的氯苯浓度和温度同步测量方法， 其特征 在于， 步骤L 4中， 获取 所述差分吸 收截面对应的所述预测温度的方法包括 步骤： S1， 构造差分吸收截面关于温度的拟合 函数； S2， 根据所述拟合 函数求解出所述差分吸 收截面对应的温度作为所述预测温度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115523958 A 26.根据权利要求5所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 步骤S1构造的所述拟合函数为表征每个波长点的氯苯差 分吸收截面与温度的关 系的第一拟合 函数， 所述第一拟合 函数通过以下公式(1)表达： 公式(3)中， Δσ 表示所述氯苯差分吸 收截面； T表示温度； a、 b、 c表示项系数， d为常数； λ1表示特定的所述波长点； f表示所述第一拟合 函数。 7.根据权利要求6所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， λ1＝201.24nm时， a＝2.99 ×10‑25， b＝‑3.70×10‑22， c＝1.43×10‑19， d＝‑1.55× 10‑17。 8.根据权利要求5所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 构建的所述拟合函数为表征每个温度点的氯苯差分吸收截面与波长的关系的第 二拟合函数， 所述第二拟合 函数通过以下公式(4)表达： 公式(4)中， T1表示特定的所述温度点； λ表示波长； Δσ298K表示298K温度下 λ波长点 位置的所述氯苯差分吸 收截面； a表示温度T1与298K差分吸收截面拟合关系的所述第二拟合函数的二次项系数， b表示温度T1与298K差分吸收截面拟合关系的所述第二拟合函数的一次项系数， c表示温度T1与298K差分吸收截面拟合关系的所述第二拟合函数的常数项， mQ、 mP、 mC分别表示对应的参数a、 b、 c与温度拟合过程中的三次项系数； nQ、 nP、 nC分别表示对应的参数a、 b、 c与温度拟合过程中的二次项系数； PQ、 PP、 PC分别表示对应的参数a、 b、 c与温度拟合过程中的一次项系数； wQ、 wP、 wC分别表示对应的参数a、 b、 c与温度拟合过程中的常数项。 9.根据权利要求5所述的基于光谱快慢分离原理的气体温度和浓度同步测量方法， 其 特征在于， 构造所述拟合函数时， 入射到氯苯气体中的光为波长在201nm ‑220nm波段的紫外 光。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115523958 A 3