一种甲乙烷抗干扰检测方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及气体检测，尤其涉及一种甲乙烷抗干扰检测方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、天然气以甲烷为主体组分，并含有微量乙烷。乙烷含量是区分天然气与沼气等各类含甲烷气源的核心特征标识，因此，精准获取甲烷、乙烷的实际含量并准确判定气体组分类型，是实现气体泄漏监测与气源溯源的关键前提。

2、现有技术多采用连续进气、双组分同步检测的光谱法测量甲烷和乙烷含量。然而，该检测方法因持续气流扰动会产生显著噪声，严重干扰幅值微弱的乙烷信号，导致检测信噪比低、数据稳定性差；同时，由于甲烷与乙烷的红外吸收波段高度重叠，双组分同步检测难以有效剥离甲烷对乙烷的光谱串扰，无法精准解耦两种气体的有效信号，致使组分定量检测精度不足。此外，现有技术多依赖固定比例阈值判定气体组分类型，无法适配气体浓度处于上升、稳态及回落等全动态变化工况，缺乏根据甲烷浓度变化自适应调整判别标准的能力，极易造成识别误判。

3、因此，亟需一种能够准确测定甲烷、乙烷实际含量并精准识别气体组分类型的甲乙烷抗干扰检测方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出了一种甲乙烷抗干扰检测方法、装置、设备和存储介质，能够准确检测甲烷与乙烷的含量并确定待测气体的成分。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种甲乙烷抗干扰检测方法，包括：采用甲乙烷抗干扰检测装置进行，其中，所述甲乙烷抗干扰装置包括间歇气泵采气模块、甲烷激光器、乙烷激光器、密封检测气室、信号采集模块以及主控单元；所述密封检测气室用于容纳待测气体；所述间歇气泵采气模块用于控制待测气体进入所述密封检测气室中；所述甲烷激光器和所述乙烷激光器用于对待测气体进行激光照射；所述信号采集模块用于采集对待测气体进行激光照射后产生的信号；所述主控单元用于控制所述间歇气泵采气模块、所述甲烷激光器及所述乙烷激光器间歇启停，并驱动所述信号采集模块采集信号，根据采集到的信号进行气体检测；

3、其中，利用所述间歇气泵采气模块将待测气体注入所述密封检测气室，并间歇开启所述甲烷激光器以及所上述乙烷激光器，分别采集稳态下的甲烷信号以及乙烷信号；

4、对所述甲烷信号以及所述乙烷信号进行干扰补偿，得到甲烷净信号以及乙烷净信号；

5、根据所述甲烷净信号以及所述乙烷净信号的幅值关系对所述待测气体进行检测以确定出待测气体的气体成分类型。

6、在一种可能的实现方式中，所述间歇开启所述甲烷激光器以及所上述乙烷激光器，分别采集稳态下的甲烷信号以及乙烷信号，包括：

7、开启所述甲烷激光器，关闭所述乙烷激光器，在所述密封检测气室内待测气体稳定后，驱动所述信号采集模块进行信号采集，得到所述甲烷信号；

8、开启所述乙烷激光器，关闭所述甲烷激光器，在所述密封检测气室内待测气体稳定后，驱动所述信号采集模块进行信号采集，得到所述乙烷信号。

9、在一种可能的实现方式中，在所述密封检测气室内待测气体稳定后，驱动所述信号采集模块进行信号采集，包括：

10、在气泵关闭后经过第二时间后，主控单元判定气室内的气体达到稳定状态并开始采集甲烷信号；在开启乙烷激光器后同样经过第二时间，主控单元再次判定气室内的气体达到稳定状态并开始采集乙烷信号。

11、在一种可能的实现方式中，在对所述甲烷信号以及所述乙烷信号进行干扰补偿，得到甲烷净信号以及乙烷净信号时，包括：

12、获取底噪甲烷信号以及底噪乙烷信号；

13、基于所述底噪甲烷信号对所述甲烷信号进行干扰补偿，得到所述甲烷净信号；

14、基于所述底噪乙烷信号对所述乙烷信号进行干扰补偿，得到所述乙烷净信号。

15、在一种可能的实现方式中，所述待测气体的气体成分类型具体包括，零气、乙烷气以及甲烷复合气中的至少一种，

16、其中所述零气为不含甲烷和乙烷的气体；所述乙烷气为气体主要成分为乙烷的气体；所述甲烷复合气为气体主要成分为甲烷的气体。

17、在一种可能的实现方式中，在根据所述甲烷净信号以及所述乙烷净信号的幅值关系执行差异化判定，基于判定结果确定待测气体的气体成分类型时，包括：

18、将所述乙烷净信号幅值与所述甲烷净信号幅值的比值作为组分特征，并预设比值阈值、甲烷阈值以及乙烷阈值；

19、当所述甲烷净信号幅值小于所述甲烷阈值，所述组分特征小于所述比值阈值，所述乙烷净信号幅值小于所述乙烷阈值时，确定所述待测气体为零气；

20、当所述组分特征大于所述比值阈值时，确定所述待测气体为乙烷气；

21、当所述甲烷净信号幅值大于所述甲烷阈值，所述组分特征小于所述比值阈值时确定所述待测气体为甲烷复合气。

22、根据本公开的第二方面，提供了一种甲乙烷抗干扰检测装置，包括：

23、间歇气泵采气模块、甲烷激光器、乙烷激光器、密封检测气室、信号采集模块以及主控单元；所述密封检测气室用于容纳待测气体；所述间歇气泵采气模块用于控制待测气体进入所述密封检测气室中；所述甲烷激光器和所述乙烷激光器用于对待测气体进行激光照射；所述信号采集模块用于采集对待测气体进行激光照射后产生的信号；所述主控单元用于控制所述间歇气泵采气模块、所述甲烷激光器及所述乙烷激光器间歇启停，并驱动所述信号采集模块采集信号，根据采集到的信号进行气体检测。

24、根据本公开的第三方面，提供了一种甲乙烷抗干扰检测设备，包括：提供了一种甲乙烷抗干扰检测设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行本公开第一方面所述的方法。

25、根据本公开的第四方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所述的方法。

26、本公开提供了一种甲乙烷抗干扰检测方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：利用间歇气泵采气模块将待测气体注入密封检测气室，并间歇开启甲烷激光器以及乙烷激光器，分别采集稳态下的甲烷信号以及乙烷信号；对甲烷信号以及乙烷信号进行干扰补偿，得到甲烷净信号以及乙烷净信号；根据甲烷净信号以及乙烷净信号的幅值关系对待测气体进行检测以确定出待测气体的气体成分类型。本公开采用气泵间歇静置与同周期“先甲烷、后乙烷”有序分时激光采样的时序联动机制，在获取原始信号并进行干扰补偿后，得到准确表征气体真实含量的甲烷与乙烷净信号并识别气体组分类型。

27、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

1.一种甲乙烷抗干扰检测方法，其特征在于，采用甲乙烷抗干扰检测装置进行，其中，所述甲乙烷抗干扰装置包括间歇气泵采气模块、甲烷激光器、乙烷激光器、密封检测气室、信号采集模块以及主控单元；所述密封检测气室用于容纳待测气体；所述间歇气泵采气模块利用气泵控制待测气体进入所述密封检测气室中；所述甲烷激光器和所述乙烷激光器用于对待测气体进行激光照射；所述信号采集模块用于采集对待测气体进行激光照射后产生的信号；所述主控单元用于控制所述间歇气泵采气模块、所述甲烷激光器及所述乙烷激光器间歇启停，并驱动所述信号采集模块采集信号，根据采集到的信号进行气体检测；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间歇开启所述甲烷激光器以及所上述乙烷激光器，分别采集稳态下的甲烷信号以及乙烷信号，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述密封检测气室内待测气体稳定后，驱动所述信号采集模块进行信号采集，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述甲烷信号以及所述乙烷信号进行干扰补偿，得到甲烷净信号以及乙烷净信号时，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测气体的气体成分类型具体包括，零气、乙烷气以及甲烷复合气中的至少一种，

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据所述甲烷净信号以及所述乙烷净信号的幅值关系执行差异化判定，基于判定结果确定待测气体的气体成分类型时，包括：

7.一种甲乙烷抗干扰检测装置，其特征在于，包括：

8.一种甲乙烷抗干扰检测设备，其特征在于，包括：

9.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述的方法。