本發(fā)明涉及檢測，尤其涉及一種乙烯濃度檢測方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、乙烯作為一種重要的煤礦災(zāi)害指標氣體，通常在煤層自燃的早期階段產(chǎn)生。實時檢測乙烯的濃度對于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義，能夠及時預(yù)警并采取相應(yīng)措施，防止災(zāi)害的發(fā)生。然而，煤礦環(huán)境中的乙烯檢測面臨諸多挑戰(zhàn)，其中最為突出的問題是甲烷的交叉干擾。甲烷作為煤礦中的常見氣體，其吸收譜線與乙烯的吸收譜線在檢測波段存在重疊，導(dǎo)致乙烯檢測的精度和靈敏度受到嚴重影響。

2、目前，通過使用近紅外激光器作為光源，可以實現(xiàn)在近紅外波段內(nèi)，在存在甲烷干擾的情況下，對乙烯濃度的準確測量。然而，乙烯在近紅外波段的吸收強度普遍低于中紅外波段一個數(shù)量級，這意味著為了達到相同的檢測精度，近紅外波段所需的光程是中紅外波段的10倍，極大地增加了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜性。

3、因此，亟需一種當存在甲烷干擾時，在中紅外波段內(nèi)能夠準確測量乙烯濃度的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種乙烯濃度檢測方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法在中紅外波段內(nèi)準確測量乙烯濃度的缺陷，實現(xiàn)了當存在甲烷干擾時，在中紅外波段內(nèi)也能夠準確測量乙烯濃度的目的。

2、本發(fā)明提供一種乙烯濃度檢測方法，包括：

3、在乙烯激光器的輸出波長處于中紅外乙烯中心波長下，確定甲烷和乙烯的混合氣體在所述中紅外乙烯中心波長下的第一吸收峰峰值；

4、在甲烷激光器的輸出波長處于近紅外甲烷中心波長下，確定所述混合氣體中所述甲烷在所述近紅外甲烷中心波長下的第二吸收峰峰值；

5、基于所述近紅外甲烷中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，確定所述第二吸收峰峰值對應(yīng)的目標甲烷濃度；

6、基于所述中紅外乙烯中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型和所述目標甲烷濃度，確定所述甲烷在所述中紅外乙烯中心波長下的第三吸收峰峰值；

7、基于所述第一吸收峰峰值和所述第三吸收峰峰值，確定所述混合氣體中所述乙烯在所述中紅外乙烯中心波長下的第四吸收峰峰值；

8、基于所述中紅外乙烯中心波長下乙烯濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，確定所述第四吸收峰峰值對應(yīng)的目標乙烯濃度。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種乙烯濃度檢測方法，所述在乙烯激光器的輸出波長處于中紅外乙烯中心波長下，確定甲烷和乙烯的混合氣體在所述中紅外乙烯中心波長下的第一吸收峰峰值，包括：

10、調(diào)節(jié)所述乙烯激光器的輸入電流，以將所述乙烯激光器的輸出波長調(diào)整至包括所述中紅外乙烯中心波長的波長范圍；

11、在所述波長范圍下，通過乙烯光電探測器獲取所述混合氣體的吸收譜線；

12、基于所述混合氣體的吸收譜線，確定所述混合氣體在所述中紅外乙烯中心波長下的所述第一吸收峰峰值。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種乙烯濃度檢測方法，所述在甲烷激光器的輸出波長處于近紅外甲烷中心波長下，確定所述混合氣體中所述甲烷在所述近紅外甲烷中心波長下的第二吸收峰峰值，包括：

14、調(diào)節(jié)所述甲烷激光器的輸入電流，以將所述甲烷激光器的輸出波長調(diào)整至包括所述近紅外甲烷中心波長的波長范圍；

15、在所述波長范圍下，通過甲烷光電探測器獲取所述甲烷的第一吸收譜線；

16、基于所述甲烷的第一吸收譜線，確定所述甲烷在所述近紅外甲烷中心波長下的所述第二吸收峰峰值。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種乙烯濃度檢測方法，所述近紅外甲烷中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型為基于如下方式確定的：

18、在所述甲烷激光器的輸出波長處于近紅外甲烷中心波長下，通過甲烷光電探測器獲取多通氣室內(nèi)僅包括氮氣時的第一無吸收基線和所述多通氣室內(nèi)包括不同甲烷濃度下所述甲烷的第二吸收譜線；

19、針對各所述甲烷濃度，基于所述第一無吸收基線和所述甲烷濃度下所述甲烷的第二吸收譜線，確定所述甲烷濃度下的第一甲烷吸光度曲線；

20、基于各所述第一甲烷吸光度曲線中甲烷的吸收峰峰值和各所述甲烷濃度，建立所述近紅外甲烷中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種乙烯濃度檢測方法，所述中紅外乙烯中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型為基于如下方式確定的：

22、在中紅外乙烯中心波長下，獲取不同甲烷濃度下的第二甲烷吸光度曲線；

23、基于各所述第二甲烷吸光度曲線中甲烷的吸收峰峰值和所述甲烷濃度，建立所述中紅外乙烯中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的一種乙烯濃度檢測方法，所述中紅外乙烯中心波長下乙烯濃度和吸收峰峰值之間的標定模型為基于如下方式確定的：

25、在所述乙烯激光器的輸出波長處于中紅外乙烯中心波長下，通過乙烯光電探測器獲取多通氣室內(nèi)僅包括氮氣時的第二無吸收基線和所述多通氣室內(nèi)包括不同乙烯濃度下所述乙烯的第三吸收譜線；

26、針對各所述乙烯濃度，基于所述第二無吸收基線和所述乙烯濃度下所述乙烯的第三吸收譜線，確定所述乙烯濃度下的乙烯吸光度曲線；

27、基于各所述乙烯吸光度曲線中乙烯的吸收峰峰值和各所述乙烯濃度，建立所述中紅外乙烯中心波長下乙烯濃度和吸收峰峰值之間的標定模型。

28、本發(fā)明還提供一種乙烯濃度檢測裝置，包括：

29、第一確定模塊，用于在乙烯激光器的輸出波長處于中紅外乙烯中心波長下，確定甲烷和乙烯的混合氣體在所述中紅外乙烯中心波長下的第一吸收峰峰值；

30、第二確定模塊，用于在甲烷激光器的輸出波長處于近紅外甲烷中心波長下，確定所述混合氣體中所述甲烷在所述近紅外甲烷中心波長下的第二吸收峰峰值；

31、第三確定模塊，用于基于所述近紅外甲烷中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，確定所述第二吸收峰峰值對應(yīng)的目標甲烷濃度；

32、第四確定模塊，用于基于所述中紅外乙烯中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型和所述目標甲烷濃度，確定所述甲烷在所述中紅外乙烯中心波長下的第三吸收峰峰值；

33、第五確定模塊，用于基于所述第一吸收峰峰值和所述第三吸收峰峰值，確定所述混合氣體中所述乙烯在所述中紅外乙烯中心波長下的第四吸收峰峰值；

34、第六確定模塊，用于基于所述中紅外乙烯中心波長下乙烯濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，確定所述第四吸收峰峰值對應(yīng)的目標乙烯濃度。

35、本發(fā)明還提供一種乙烯濃度檢測系統(tǒng)，包括乙烯激光器、甲烷激光器、乙烯光電探測器、甲烷光電探測器、多通氣室和控制設(shè)備，所述乙烯激光器、所述甲烷激光器、所述乙烯光電探測器和所述甲烷光電探測器均與所述控制設(shè)備連接；

36、所述乙烯激光器，用于向所述多通氣室發(fā)送中紅外乙烯中心波長的激光；

37、所述甲烷激光器，用于向所述多通氣室發(fā)送近紅外甲烷中心波長的激光；

38、所述乙烯光電探測器，用于在所述中紅外乙烯中心波長范圍下，獲取所述多通氣室中甲烷和乙烯的混合氣體的吸收譜線；

39、所述甲烷光電探測器，用于在所述近紅外甲烷中心波長范圍下，獲取所述混合氣體中所述甲烷的第一吸收譜線；

40、所述控制設(shè)備，用于執(zhí)行如上任一項所述的乙烯濃度檢測方法。

41、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述任一種所述乙烯濃度檢測方法。

42、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述乙烯濃度檢測方法。

43、本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述乙烯濃度檢測方法。

44、本發(fā)明提供的乙烯濃度檢測方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和存儲介質(zhì)，通過在乙烯激光器的輸出波長處于中紅外乙烯中心波長下，確定甲烷和乙烯的混合氣體在中紅外乙烯中心波長下的第一吸收峰峰值，在甲烷激光器的輸出波長處于近紅外甲烷中心波長下，確定混合氣體中甲烷在近紅外甲烷中心波長下的第二吸收峰峰值，然后，基于近紅外甲烷中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，實時確定第二吸收峰峰值對應(yīng)的目標甲烷濃度，基于中紅外乙烯中心波長下甲烷濃度和吸收峰峰值之間的標定模型和目標甲烷濃度，確定甲烷在中紅外乙烯中心波長下的第三吸收峰峰值，基于第一吸收峰峰值和第三吸收峰峰值，確定混合氣體中乙烯在中紅外乙烯中心波長下的第四吸收峰峰值，從而可以剔除甲烷的干擾，最后，基于中紅外乙烯中心波長下乙烯濃度和吸收峰峰值之間的標定模型，確定單一乙烯的第四吸收峰峰值對應(yīng)的目標乙烯濃度。通過乙烯激光器和甲烷激光器雙光源的配合使用，可以排除檢測乙烯濃度時甲烷的干擾，從而可以提升確定乙烯濃度的檢測精度。另外，通過借助吸收峰峰值標定法，解決了乙烯激光器掃描波段范圍內(nèi)，乙烯為譜帶吸收，不能直接通過對吸光度曲線進行面積積分來反演氣體濃度的問題，簡化了乙烯濃度檢測系統(tǒng)的復(fù)雜性。