用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统

摘要

本发明涉及用于对溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度进行测量的方法及系统。利用抽吸系统(2)将溶解在液体样本中的气体或气体混合物从液体样本中抽取出来，并将其导入测量室(4)。然后，通过辐射源(3)产生测量信号，并将测量信号引导至测量室(4)中的含有待测气体或气体混合物的测量对象(6)处。利用至少两个波长(λ1,λ2)来对测量信号进行滤波，其中，优选地由电调谐、短谐振式法布里‑珀罗干涉仪(7)来实现滤波。然后，借助于检测器(8)来检测经滤波的测量信号。

权利要求

1.一种用于测量气体浓度的方法，所述方法包括以下步骤：-利用抽吸系统将溶解在液体样本中的气体从所述液体样本中抽取出来，并将其导入测量室，-通过辐射源产生测量信号，

-将所述测量信号引导至所述测量室中的含有待测的气体的测量对象处，-通过滤波器或波长分散元件对所述测量信号进行调节，以能够观察到信号强度与波长之间的依赖关系，-借助于检测器或检测器矩阵来检测经调节的信号，其中-在第一压力下的至少两个波长处测量作为波长的函数的所述信号强度，-将所述压力变为第二压力，-在第二压力下的至少两个波长处测量作为波长的函数的所述信号强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪来对所述测量信号进行滤波，或者借助于光栅来对所述测量信号进行波长分散。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，波长范围包含吸收量最大值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，波长范围包含吸收量最小值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，第一波长位于吸收量最大值和吸收量最小值之间，和/或第二波长位于吸收量最大值和吸收量最小值之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

-通过将测得的信号强度数学推导至零压力处来生成零信号强度，-从所述测得的信号强度的偏移量中减去所述零信号强度的偏移量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过移动连接至所述测量室的波纹管活塞，或者使用与真空密封液体容器相结合的、能够产生约为1[bar]或更多的压力差的液体泵，来实现所述压力的改变。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体溶解在原油、变压器油、矿物油产品或化学制品中。

9.一种用于测量气体浓度的系统(1)，所述系统包括：-至少一个抽吸系统，其用于对溶解在液体样本中的气体进行抽取，-至少一个辐射源，其用于产生测量信号，

-至少一个具有光路的测量室，

-含有待测的所述气体的测量对象，

-至少一个电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪，或者光栅，-至少一个检测器或检测器矩阵，其适于检测经滤波的或经波长分散的所述测量信号，以及-至少一个压力传感器，其用于测量所述测量室内的压力；其中，-所述至少一个检测器或检测器矩阵，其具体适于测量在第一压力下的至少两个波长处的作为波长的函数的第一信号强度，以及测量在第二压力下的至少两个波长处的作为波长的函数的第二信号强度，所述第二压力由所述第一压力变换得到。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，用于对溶解在液体样本中的气体进行抽取的所述抽吸系统包括：-波纹管活塞，其用于对流体进行采样、通过真空对气体进行抽取并随后对气体进行压缩，以及-线性电机，其用于操控所述波纹管活塞。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述辐射源为可电调节的辐射源。

12.根据权利要求10所述的系统(1)，其中，所述波纹管活塞连接至少一个具有至少一个液阀的进液管道。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述波纹管活塞连接至少一个具有至少一个液阀的出液管道。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述波纹管活塞连接至少一个具有至少一个液阀的出液管道。

15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述波纹管活塞与连接至所述测量室的至少一个气体管道相连接。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述波纹管活塞与连接至所述测量室的至少一个气体管道相连接。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述气体管道包括至少一个气阀。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述气体管道包括至少一个气阀。

19.根据权利要求9所述的系统，其中，所述抽吸系统能达到低于1[mbar]的压力级。

20.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪位于所述辐射源和所述测量室之间，或者位于所述测量室和所述检测器之间。

21.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统包括至少一个用于通过将在第一压力下的至少两个波长处测得的作为波长的函数的第一信号强度和在第二压力下的至少两个波长处测得的作为波长的函数的第二信号强度数学推导至零压力处来生成零信号强度的电子设备，和/或用于从所述第一信号强度和所述第二信号强度的偏移量中减去通过所述第一信号强度与所述第二信号强度数学推导而生成的零信号强度的偏移量的电子设备。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，至少一个所述电子设备包括计算机。

23.根据权利要求18所述的系统，其中，所述系统包括至少一个用于将所述抽吸系统控制作为所述测量室中的压力的函数的电子设备，和/或用于控制至少一个液阀和/或至少一个气阀的电子设备。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，至少一个所述电子设备包括计算机。

25.根据权利要求18所述的系统，其中，所述系统包括至少一个具有至少一个用于存储测量数据的存储器的电子设备，所述测量数据包括：待测液体样本的名称或数量、液体样本的质量流量、液体样本的温度、液体样本的体积、测量室内的压力、波纹管活塞内的压力、至少一个液阀处的压力、至少一个气阀处的压力、第一压力、第二压力、零压力0[bar]、通带波长、辐射源数据、法布里-珀罗干涉仪数据、检测器数据，和/或作为波长的函数的信号强度。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，至少一个所述电子设备包括计算机。

27.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统包括计算机辅助算法。

28.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统包括与真空密封液体容器相结合的、能产生约为1[bar]或更大的压力差的液体泵。

说明书

用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于测量溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度的方法。本发明还涉及一种用于测量溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度的系统。

背景技术

[0002] 气体浓度通常由基于非分散性IR技术(NDIR)的测量设备来测量。IR吸收多气体分析仪还能在若干个波段测量对气体样本的吸收量。通常，对于精确确定气体或气体混合物的浓度来讲，有必要对气体分析仪进行频繁的校准。

[0003] EP 1482301 B1教导了非分散性红外(NDIR)气体分析仪是基于吸收气体样本中的红外辐射。辐射源引导红外辐射光束穿过测量室到达辐射检测器。输出信号依赖于从气体样本中吸收辐射的强度。由光学带通滤波器非分散地选择用于测量的光学波段。放射源通常由电加热丝和辐射采集光学器件构成。通过测量室来供给待分析的气体混合物，由此，气体混合物被容纳在该腔室中以供分析。测量室可以是那种设置有在测量波长下透明的入口窗和出口窗以及用于样本气体的入口和出口的管状空间。当辐射经过测量室时，会被气体样本吸收。

[0004] US 5,646,729公开了一种单通道的气体浓度测量方法及设备。根据该方法，利用辐射源来产生测量信号，然后将测量信号引导至含有待测的气体混合物的测量对象处，然后利用至少两个通带波长来对测量信号进行带通滤波，并且由检测器来检测经滤波的测量信号。根据本发明，由单个静电调谐式短谐振法布里-珀罗干涉仪来实现带通滤波步骤。

[0005] US 4,500,207进一步描述了一种用于对例如大气的混合物中的可识别气体(例如碳氢化合物)的浓度进行非分散性光学测定的设备，其包括：用于容纳混合物样本的样本腔室，波长能被气体吸收且定向为从样本室射向检测器的IR辐射源，以及用于改变腔室内的气体压力以确定在不同压力下检测到的辐射强度的变化的传感器单元。

[0006] US 5,077,469描述了一种对非分散性红外气体分析仪进行补偿和校准的方法，该气体分析仪包括红外辐射源、测量路径、参考路径、调制器件和用于测量压力差的检测器，该方法包括以下步骤：首先在测量之前，促使测量成分中具有可变基础浓度的参考气体穿过参考分支和测量分支，并将检测器设置到零位置。将两个校准室设置在两条参考路径上，同时还使得参考气体贯穿这两个校准室，其中的一个校准室包括被测气体的具体浓度，而另一个校准室没有该被测气体。由于将校准室设置在参考路径和测量路径上，因此可调整由辐射变化引起的检测器的灵敏度和放大系数，由此可以将校准室移除，参考气体仍穿过参考室，而被测气体此时则流经测量室。

[0007] US 5,850,354公开了一种用于对NDIR气体分析仪进行校准的方法及设备。借助于处于受控状态的参考设备，对预备校准的设备进行校准。参考设备是经实验校准的NDIR测量设备，其处于基于经由预备校准的测量设备的测量室和经实验校准的测量设备的测量室而循环流动的环境空气下。由测量设备的控制装置将预备校准的测量设备的显示读数(或备选的，输出信号)分别调整为等于参考设备的显示读数(或输出信号)。

[0008] EP 0600711 A2教导了对适于光谱分析气态物质的系统进行现场校准的方法，该方法使用易获取的气体(例如，环境空气)，因此能够在不便使用纯化惰性气体和预先测量的校准气体混合物的情况下对该系统进行现场校准。在校准过程中，由系统在易获取气体的多种密度级下从该易获取气体中产生光谱。利用光谱的信息来设置该系统的工作参数。

[0009] US 5,369,278公开了一种利用基于光学吸收的NDIR技术来测量气体浓度的校准方法。将辐射施加到容置在与环境至少部分隔离的测量通道中的被测气体混合物上，测量通过气体传播的辐射的强度，根据测量的强度来计算气体浓度，为了校准测量设备，以可控的方式使气体状态变量偏离，由此改变了所传播的辐射浓度水平，并在气体状态变量的至少两个已知点处测量所传播辐射的强度，从而获得对所采用的测量设备进行校准的数据。通过对被测气体进行短时间(在该短时间内，被测气体的环境浓度不发生变化)加热来使气体状态变量发生偏离，由此使得，气体密度随着温度的升高而下降，而被测气体的分压基本维持恒定。

[0010] US 4,409,814教导了三种典型用于对悬浮在绝缘油中的气体进行抽取的抽取设备，即Toricelli真空型气体抽取设备、汞扩散泵与Toepler泵的组合型气体抽取设备，以及真空泵与移动阀的组合型气体抽取设备。在第三个类型(即真空泵与移动阀型气体抽取设备)中，首先通过真空泵使容器的内部(即气缸)维持在真空状态。在完全将气体抽取进气缸之后，通过操控移动阀来将气体引导至气体累积管中。通过切换与气缸相关联的、安装在气缸两侧的阀，仅能使移动阀(即，与气缸相连的活塞)移动一次。

[0011] DE 10252652 A1公开了一种用于对流体样本进行脱气的装置。无汞真空泵的抽吸侧与配量样本的脱气容器相连。无汞真空泵的压力侧与采集气体用的膨胀容器相连。然后，膨胀容器通过一个或多个阀来连接到泵的真空侧，以从中抽取气体。膨胀容器具有可变的容积和气体抽取功能。气体样本配量阀与膨胀系统相连，作为气体分析单元。由波纹管或者活塞操控式气体量管来记录膨胀容器中的体积增加。由压力传感器来记录真空。阀可以释放出待由压力传感器测量的气体量。

[0012] JP 2004-037135 A描述了一种用于对溶解在油料中的气体进行监测的设备及方法。非波纹型气体抽取室经由第一管道(其具有油料输送泵)和第二管道与油料装备的内侧气密连接。设置有与气体抽取室隔离的抽得气体容纳室，并且这两室经由开/关阀气密连接。在气体抽取过程中，通过开启开/关阀来使填充有待测油料的气体抽取室与保持真空的抽得气体容纳室相连通，在对气体进行抽取并将待测油料在未接触空气的情况下放回油料装备中后，通过关闭开/关阀来切断这两室的连通。抽得气体容纳室内的抽得气体与空气混合，并由气体分析仪对其进行分析。

发明内容

[0013] NDIR光谱分析仪为分析气体用的通用工具。由于液体的高IR吸收量以及分子光谱的变化，使得现有技术中已知的结合有用于内置参考测量的微机械式电调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)滤波器的单通道气体浓度测量方法和设备不能用于对溶解在液体中的气体进行直接分析。

[0014] 本发明的实施例基于以下目的：提供一种用于测量溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度的方法及系统。所述系统的实施例能保证在无校准介入的情况下工作。本发明的实施例对于测量溶解在原油、变压器油、矿物油产品或化学制品中的气体或气体混合物的气体浓度来说尤其有用。

[0015] 如下文所描述并要求保护的那样，这些或其它目的提供本发明的实施例来实现。根据本发明的一个方面，提供了一种测量气体浓度的方法，其包括以下步骤：

[0016] -利用抽吸系统将溶解在液体样本中的气体或气体混合物从液体样本中抽取出来，并将其导入测量室中，

[0017] -通过辐射源产生测量信号，

[0018] -将测量信号引导至测量室中的含有待测气体或气体混合物的测量对象处，[0019] -通过滤波器或波长分散元件对测量信号进行调节，以能够观察到信号强度的波长相关性，以及

[0020] -借助于检测器(8)或检测器矩阵来检测经调节的信号。

[0021] 在一实施例中，借助于电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪来对测量信号进行滤波，或者借助于光栅来对测量信号进行波长分散。

[0022] 在另一实施例中，波长范围包括吸收量最大值和吸收量最小值。在一实施例中，波长范围包含吸收强度的易测变化。

[0023] 根据一实施例，在第一压力P1下的最优波长范围内测量到作为波长的函数的信号强度，然后将压力变为第二压力P2，由此在第二压力P2下的所述最优波长范围内测量到作为波长λ的函数的信号强度。

[0024] 在一实施例中，通过移动连接至测量室的波纹管活塞，或者使用与真空密封液体容器相结合的、能够产生约为1[bar]或更大的压力差的液体泵，来实现压力的改变。

[0025] 根据另一实施例，待测的气体或气体混合物溶解在原油、变压器油、矿物油产品或化学制品中。

[0026] 根据本发明的另一方面，还可通过用于测量气体浓度的系统来实现实施例的目的，该系统包括：

[0027] -至少一个抽吸系统，其用于对溶解在液体样本中的气体或气体混合物进行抽取，[0028] -至少一个辐射源，其用于产生测量信号，

[0029] -至少一个具有光路的测量室，

[0030] -含有待测的气体或气体混合物的测量对象，

[0031] -至少一个电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪，或者光栅，

[0032] -至少一个检测器或检测器矩阵，其适于检测所述经滤波的或经波长-分散的测量信号，以及

[0033] -至少一个压力传感器，其用于对测量室内的压力进行测量。

[0034] 在一实施例中，用于对溶解在液体样本中的气体或气体混合物进行抽取的抽吸系统包括：用于对流体进行采样、通过真空对气体进行抽取并随后进行气体压缩的波纹管活塞，以及用于操控波纹管活塞的线性电机。

[0035] 在另一实施例中，辐射源为可电调节的辐射源。

[0036] 根据一实施例，波纹管活塞连接至少一个具有至少一个液阀的进液管道，并连接至少一个具有至少一个液阀的出液管道。

[0037] 根据另一实施例，波纹管活塞与连接至测量室的至少一个气体管道相连接。气体管道优选地包括至少一个气阀。波纹管活塞可由与真空密封液体容器相结合的、能够产生约为1[bar]或更大压力差的液体泵代替。

[0038] 在一实施例中，抽吸系统可达到低于1[mbar]的压力级。

[0039] 在另一实施例中，至少一个电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪位于辐射源和测量室之间，或者位于测量室和检测器之间。

[0040] 根据一实施例，所述系统包括例如计算机的至少一个用于通过将在第一压力下的至少两个波长处测得的作为波长的函数的第一信号强度和在第二压力下的至少两个波长处测得的作为波长的函数的第二信号强度数学推导至零压力处来生成零信号强度的电子设备，和/或用于从第一信号强度和第二信号强度的偏移量中减去零信号强度的偏移量的电子设备。

[0041] 在一实施例中，所述系统包括例如计算机的至少一个用于将抽吸系统控制作为测量室中压力的函数的电子设备和/或用于控制至少一个液阀和/或至少一个气阀的电子设备。

[0042] 在另一实施例中，所述系统包括例如计算机的至少一个具有至少一个用于存储测量数据的存储器的电子设备，所述测量数据例如为：待测液体样本的名称或数量、流体样本的质量流量、流体样本的温度、液体样本的体积、测量室内的压力、波纹管活塞内的压力、至少一个液阀处的压力、至少一个气阀处的压力、第一压力P1、第二压力P2、零压力P0、作为波长的函数的强度数据、辐射源数据、法布里-珀罗干涉仪数据、检测器数据，和/或作为波长的函数的信号。优选地，所述系统还包括计算机辅助算法。

[0043] 根据一实施例，所述系统包括与真空密封液体容器相结合的、能够产生约为1[bar]或更大的压力差的液体泵。

[0044] 借助于本发明可得到许多好处。可利用结合了用于内置参考测量的微机械的、电调谐的法布里-珀罗干涉仪(FPI)滤波器的气体浓度测量方法以及设备，来分析溶解在液体中的气体或气体混合物。特别地，可测量溶解在原油、变压器油、矿物油产品或化学制品中的气体或气体混合物的气体浓度。尤其是，本发明提高了对极少量(通常为体积的百万分之一)的原油、变压器油、矿物油产品或化学制品中的气体的测量精度。本发明在发射光谱的形状发生变化时仍能提供准确的结果。

[0045] 根据本发明的系统的长服务间隔可作为是其优于目前市场上的系统的优势。例如，根据本发明的溶解气体IR分析仪在高压配置条件下进行监视，而无需诸如手动校准的干预。由于自动校准，溶解气体IR分析仪可在没有任何干预的情况下工作好几年。对于精确确定待测气体或气体混合物的浓度来说，没有必要频繁地校准IR气体分析仪。干涉仪结构的寿命几乎是无限的。可将气体或气体混合物从供测量的液体样本中完全抽取出来，这种测量在物理上是稳定的。根据本发明的系统的生产、安装和维护可进一步视为成本不高的。

附图说明

[0046] 为了更完全地理解本发明的特定实施例及其优势，现在结合附图来参考下文说明。在附图中：

[0047] 图1示出了非分散性红外气体分析仪的示意图；

[0048] 图2示出了根据本发明的第一实施例的用于测量气体浓度的系统的示意图；

[0049] 图3示出了根据本发明的第二实施例的用于测量气体浓度的系统的示意图；

[0050] 图4示出了两幅强度-波长图，

[0051] 图5示出了乙炔浓度图；以及

[0052] 图6示出了在持续使用自动校准和压力补偿的情况下测量的乙炔浓度图。

具体实施方式

[0053] 在图1中，示出了普通的NDIR气体分析仪17的示意图。光从微型白炽灯18中射出，经过加热的蓝宝石窗口20后，被加热的镀金镜子21反射，并被FPI检测器22检测到。NDIR气体分析仪17可包括温度传感器19。NDIR气体分析仪17的另一个特点是位于FPI检测器22前面的电调谐式法布里-珀罗干涉仪。除了测量吸收量之外，微机械式法布里-珀罗干涉仪还能产生波长为λ2的、不发生吸收的参考测量项。当采用该参考测量项时，对法布里-珀罗干涉仪进行电调整，以将旁路带从吸收波长λ1转换为非吸收波长λ2。只要光谱的形状未发生变化，参考测量项就能对光源强度的任何潜在变化以及光路中污染和灰尘累积进行补偿。

[0054] 图2示出了根据本发明的第一实施例的用于测量气体浓度的系统1的示意图。通过管道12将诸如原油、变压器油、矿物油产品或化学制品的液体注入波纹管活塞10中，以进行液体采样。关闭至少一个液阀13后，利用真空(有利地结合液体搅动)将气体或气体混合物从液体样本中抽吸出来，然后利用用于操控波纹管活塞10的线性电机11对气体或气体混合物进行压缩。波纹管活塞10与连接至测量室4的至少一个气体管道15相连。该至少一个气体管道15包括至少一个气阀16。在打开至少一个气阀16后，气体或气体混合物可流入装配有至少一个压力传感器9的测量室4中。借助于抽吸系统2，可在测量系统2中产生若干个精确的压力级。可以关闭至少一个气阀，以使测量室4中的压力保持稳定。

[0055] 然后，可借助于辐射源3来生成测量信号。可将测量信号引导至测量室4中的含有待测气体或气体混合物的测量对象6处。可利用至少两个通带波长λ1,λ2来对测量信号进行带通滤波，这里，可借助于电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪7来执行带通滤波。还可通过光栅对测量信号进行波长分散(wavelength-dispersed)。然后，通过检测器8来检测经滤波的或经波长分散的测量信号。

[0056] 根据某个实施例，波长范围包括吸收量最大值和吸收量最小值。根据某个其它实施例，波长范围包含了吸收强度的易测变化。换言之，第一波长λ1可位于吸收量最大值处，第二波长λ2可位于吸收量最小值处。波长λ还可位于吸收量最大值和吸收量最小值之间。当在压力P1下测量作为波长(例如，在至少两个波长λ1和λ2处)的函数的信号S1后，可将压力P1变为压力P2。然后，可在压力P2下或在若干个不同的压力下进行信号的测量。然后，可通过将该信号数学推导至零压力P0＝0[bar]处来生成信号S0，然后从信号S1和S2中减去偏移量S0。

[0057] 根据朗伯-比耳定律，入射到检测器上的辐射的强度I取决于在测量通道内的吸收量。

[0058] I＝I0e-σLN

[0059] 其中，I0为入射到检测器上的辐射的强度，σ(λ)为气体吸收横截面，N为气体数密度，L为光路长度。表达式也可写为：

[0060]

[0061] 如果吸收量较小(例如，I/I0>0.95)，则浓度可通过下式进行估计：

[0062]

[0063] 在此情况下，浓度近似值的最大误差将保持在2.5[％]以下。在这种可通过吸收量与参考信号的比率来近似得到浓度的简化示例中，可通过在改变被测气体的压力之后重复进行测量来得到零浓度信号。吸收量与参考信号的比率S为：

[0064]

[0065] 因此：

[0066]

[0067] 发现S0(P0)对于测量的长期稳定性来说是至关重要的。传统的理论，即使用在第一波长处测得的吸收信号与在第二波长处测得的参考信号的比率，排除了以类似方式影响两个通道的所有误差源，例如放大增益的变化或者光学表面上的灰尘的变化。然而，因为在零吸收量处I/I0不会等于1或者其它常数值，所以光学元件的光源发射光谱中的基于波长的变化会轻易将偏移量型误差引入到信号中。本发明在发射光谱的形状发生变化时仍能提供准确的结果。

[0068] 借助于装配有压力传感器9的气体抽吸系统2，可非常容易地产生多个准确的压力级，使压力保持稳定，并在若干个不同的压力处执行信号的测量。压力级的数量理所应当高于2。这还有助于对由偏移量校正中的信号非线性引起的误差进行补偿。

[0069] 图3示出了根据本发明的第二实施例的用于测量气体浓度的系统的示意图。通过管道12将诸如原油、变压器油、矿物油产品或化学制品的液体注入波纹管活塞10中，以进行液体采样。关闭至少一个液阀13后，利用真空(有利地结合液体搅动)将气体或气体混合物从液体样本中抽吸出来，然后利用用于操控波纹管活塞10的线性电机11对气体或气体混合物进行压缩。波纹管活塞10与连接至测量室4的至少一个气体管道15相连。该至少一个气体管道15包括至少一个气阀16。压力传感器9设置在液阀13和气阀16处。测量室4装配有再至少一个压力传感器9(在图3中未示出)。波纹管活塞10处也可设有阀。在打开至少一个气阀16后，气体或气体混合物可流入测量室4内。借助于抽吸系统2或者与真空密封液体容器相结合的、能够产生约为1[bar]或更大的压力差的液体泵，可产生若干个精确的压力级。可以关闭至少一个气阀，以使测量室4中的压力保持稳定。该系统可包括例如计算机的至少一个用于通过将第一和第二信号S1,S2数学推导至零压力P0处来生成零信号S0的电子设备和/或用于从第一和第二信号S1,S2的偏移量中减去零信号S0的偏移量的电子设备。该系统还可包括例如计算机的用于将抽吸系统2控制作为测量室4的压力的函数的电子设备和/或用于控制至少一个液阀13和/或至少一个气阀16的电子设备。该系统还可包括诸如具有至少一个用于存储测量数据的存储器的计算机的电子设备，所述测量数据例如为：待测液体样本的名称或数量、液体样本的质量流量、液体样本的温度、液体样本的体积、测量室4内的压力、波纹管活塞10内的压力、至少一个液阀13处的压力、至少一个气阀16处的压力、第一压力P1、第二压力P2、零压力P0、作为波长的函数的强度数据、辐射源数据、法布里-珀罗干涉仪7数据、检测器8数据，和/或信号S1,S2,S0。

[0070] 图4示出了两幅强度-波长图。两幅图中都示出了针对不同波长的参考强度值Iref和吸收强度值Iabs。根据本发明，IR辐射穿过测量通道内的气体样本，可观察到至少两个波长(例如，一个是波长λ2，在该波长下被测气体具有低IR吸收量，另一个是波长λ1，在该波长下吸收量达到局部最高值)处的IR强度的比率。当在压力P1下的至少两个波长λ1,λ2处测量作为波长的函数的强度后，可将压力P1变为压力P2。然后，可在压力P2下或在若干个不同的压力下进行信号的测量。各个不同的压力级会得到另一种强度-波长图。

[0071] 在图5中，示出了乙炔浓度图。当在压力P1下的至少两个波长λ1,λ2处测量作为波长的函数的信号强度，并使压力P1变为压力P2后，可在压力P2下或在若干个不同的压力下进行信号的测量。然后，可通过将该信号数学推导至压力P0＝0[bar]处来生成信号S0。

[0072] 图6示出了在持续使用自动校准和压力补偿的情况下测量的乙炔浓度图。由压力稀释率计算得到标称气体PPM，其中从信号S1和S2的偏移量中减去偏移量S0。期望的偏移量S(P1)-S(P0)还可通过近似式S(P1)-S(P0)＝(S(P1)-S(P2))*(P1-P0)/(P1-P2)来确定。为了产生信号S0而将信号数学推导至零压力处的做法对于计算标称气体PPM来说不是强制性的。

[0073] 虽然出于示意性目的对本发明进行了详细地描述，但是仍然可以在权利要求书的范围内做多种变形和修改。另外，应当理解，本公开设想可以尽可能地将任意实施例的一个或多个特征与其它实施例的一个或多个特征相结合。

[0074] 应当理解，本发明公开的实施例不限于本文所公开的具体结构、方法步骤或材料，而是可以延伸到其等同物，如同相关领域的普通技术人员所能理解的那样。还应当理解，本申请中所采用的术语是仅仅是为了对具体实施例进行描述的目的而使用的，并非意在进行限制。

[0075] 测量信号通常为红外辐射。本发明并非特定地限制为红外辐射。

[0076] 附图标记列表

[0077] 1    气体浓度测量系统

[0078] 2    抽吸系统

[0079] 3    辐射源

[0080] 4    测量室

[0081] 5    光路

[0082] 6    测量对象

[0083] 7    法布里-珀罗干涉仪

[0084] 8    检测器

[0085] 9    压力传感器

[0086] 10   波纹管活塞

[0087] 11   线性电机

[0088] 12   进液管道

[0089] 13   液阀

[0090] 14   出液管道

[0091] 15   气体管道

[0092] 16   气阀

[0093] 17   NDIR气体分析仪

[0094] 18   微型白炽灯

[0095] 19   温度传感器

[0096] 20   蓝宝石窗口

[0097] 21   镜子

[0098] 22   FPI检测器

[0099] I    强度

[0100] L    光路长度

[0101] N    气体数密度

[0102] P0   零压力

[0103] P1   第一压力

[0104] P2   第二压力

[0105] S0   零信号

[0106] S1   第一信号

[0107] S2   第二信号

[0108] λ   波长

[0109] λ1  第一波长

[0110] λ2  第二波长

[0111] σ(λ) 气体吸收横截面