测量同位素比的方法_2

文档序号:9893703阅读:来源:国知局
将在下文进一步论述。
[0021] 有利的是,确定多个经校准的同位素比和多个样品气体浓度测量的步骤f)包含对 于每个测量时间段巧(η含1),使至少一个经校准的同位素比和测量的样品浓度与来自相应 测量时间段皆的时间关联。因此,每个测量时间段巧产生一个或多个经校准的样品同位素 比测量和一个或多个样品浓度测量,使得可随时间推移分析样品同位素比和浓度的变化。 另外地或可替代地,在测量时间段巧内在光谱仪中测量至少一个样品同位素比的步骤d)包 含在测量时间段培内在光谱仪中测量多个样品同位素比。然后,确定多个经校准的同位素 比和多个样品气体浓度测量的步骤f)可包含使在测量时间段皆内测量的多个样品同位素 比中的每一个与来自测量时间段巧的相应的时间关联。W运种方式,在单个测量时间段逆 内进行的多个同位素比测量可被校准和时间标记,并且可分析它们的变化,运可与在相同 时间段内对应的样品浓度变化一起。在实施例中,在测量时间段皆的至少一部分内测量样 品浓度巧的步骤b)可包含测量多个样品浓度,每个样品浓度测量在测量时间段巧的相应 的(不同)部分内。
[0022] 对于η Μ的每个测量时间段培的持续时间可相同。可替代地持续时间可在具有η 的不同测量时间段巧之间变化。举例来说,在某一测量时间段巧之后的测量时间段巧+1的 持续时间,可基于在某一测量时间段婷期间样品浓度巧的变化率(或样品浓度巧的统计) 来设定。具体而言,后续测量时间段巧"的持续时间(或在某一测量时间段巧内的持续时间 的增大)与对在某一测量时间段皆期间样品浓度巧的变化率(统计)呈反比关系。W运种方 式,如果(样品浓度的统计)样品浓度快速改变后续测量时间段巧+1的持续时间可短(或缩 短),但如果(样品浓度的统计)样品浓度W缓慢速率改变,后续测量时间段皆+1的持续时间 可较长(或延长)。在一些实施例中,测量时间段巧的持续时间可在一分钟左右。
[0023] 在优选实施例中,在光谱仪中在参考气体浓度C品f下测量参考气体的同位素比的 步骤d)不在测量时间段期间发生。优选地,运在参考时间段瑞/巧在测量时间段巧之后) 的期间发生。当测量参考气体的同位素比时,运允许使用在测量时间段巧期间测量的样品 浓度信息。参考时间段皆6/的持续时间通常短于测量时间段巧的持续时间,并且通常短得 多(不超过 10%、20%、30%、40% 或 50%)。
[0024] 选择的参考气体浓度巧苗不必需与测量的参考气体浓度相同。实际上,差值可为 显著的。选择的参考气体浓度C^/正常为标称值。修正系数(例如XcDr)可因此基于参考气体 浓度的先前测量和所述测量与在测量之前选择的标称参考气体浓度之间的比较来确定。该 修正系数然后可应用到测量的样品气体浓度C,",W便为接下来的参考时间段皆6/选择参考 气体浓度瑞/(例如通过使C心=CsnxXwr)。在某种意义上,应当理解该方法还包含出于对在 测量时间段巧(其可被称为第一测量时间段)期间测量的样品的参考目的,基于在测量时间 段尽期间的测量的样品浓度巧,调节参考气体浓度曰芯^其可被称为第一参考气体浓度), W便向适用于参考第二后续测量时间段巧"^1的光谱仪提供不同于第一参考气体浓度的第 二参考气体浓度
[0025] 校正可按W下实现。在进行步骤a)之前,方法有利地另外包含:选择用于连接到在 测量时间段皆之前的时间段的前一参考气体浓度(:足·/..然后,出于对在测量时间段皆期间 测量的样品参考目的,选择用于光谱仪的参考气体浓度C芯/的步骤c)可基于测量在时间段 巧期间测量的样品浓度Cf并且可基于选择的前一参考气体浓度C品·;<1。具体而言,该方法可 另外包含在选择的前一参考气体浓度下测量参考气体的浓度。举例来说,在选择的前 一参考气体浓度巧Γ/下测量参考气体的浓度的步骤可在测量时间段巧之前的前一参考时 间段谭β/?期间进行。另外地或可替代地,该方法可另外包含基于选择的前一参考气体浓度 与前一参考气体浓度的测量值的比计算修正系数。然后,选择参考气体浓度C茫/的步 骤C)可包含将计算的修正系数应用到在测量时间段巧的至少一部分内测量的样品浓度Cf。 在优选实施例中,其中选择前一参考气体浓度C茫的步骤(尤其其中n = l,使得n-l = 0)基 于为所述测量时间段预期的样品浓度。因此,可存在前一参考时间段诗e/,在此期间在选择 的前一参考气体浓度巧ef下进行测量参考气体的浓度的步骤。该前一参考时间段咕e/可不 在任何测量时间段巧之后,但其可先于第一测量时间段巧。因为在该前一参考时间段诗e/下 没有关于样品浓度的信息可用,所W通过估计、近似或使用用于在第一测量时间段巧期间 的样品浓度G的标称值选择前一参考气体浓度巧。
[00%]在经测量时间段巧的至少一部分内测量样品浓度巧的步骤b)可W不同方式实现。 在一些实施例中,步骤b)包含确定在测量时间段巧的至少一部分内样品浓度(基于时间的) 统计特征,具体而言在测量时间段巧的至少一部分内样品浓度的平均值。平均值可为平均 数、中位值或最频值,但可使用测量数据的其它统计特征。然后,校准样品的同位素比的步 骤e)使用在确定的样品浓度的统计特征或平均样品浓度下的参考气体的测量的同位素比。
[0027] 另外地或可替代地,在测量时间段巧的至少一部分内测量样品浓度巧的步骤b)可 在不同时间发生。举例来说,测量时间段《的至少一部分可为测量时间段皆的整个时间段。 当测量的样品浓度巧为在测量时间段皆内样品浓度的平均值时尤其可使用该时间段。在 其它实施例中,测量时间段终的至少一部分仅为测量时间段巧的最后部分。举例来说,运仅 可为测量时间段巧的一部分。
[0028] 校准在测量时间段巧期间测量样品的至少一个同位素比的步骤e)使用在测量参 考气体浓度C某/·下参考气体的测量的同位素比,但该校准还可使用其它参数。举例来说,校 准可使用在前一参考气体浓度C某;下测量的,在前一参考时间段设;/期间测量的参考气体 的同位素比。在优选实施例中,该方法还包含在测量时间段巧之前的前一参考时间段 (n〉l)期间,在光谱仪中在前一参考气体浓度C藻/下测量参考气体的同位素比。然后,校准 在测量时间段巧期间测量样品的至少一个同位素比的步骤e)优选使用在前一参考气体浓 度巧;>1下参考气体的测量的同位素比和在测量参考气体浓度C品/下参考气体的测量的同 位素比。
[0029] 尽管一些实施例在光谱仪中在测量时间段内仅可测量单个样品同位素比,但其 它实施例在光谱仪中在测量时间段巧内可测量多个样品同位素比。换言之,在光谱仪中在 测量时间段皆内测量至少一个样品同位素比的步骤d)可包含在光谱仪中在测量时间段皆 内测量多个样品同位素比。运有利地与如上论述的校准中在前一参考气体浓度〔苗1下参考 气体的测量的同位素比结合使用,但不必要一直是运种情况。总之,对于多个样品同位素比 中的每一个,校准在测量时间段期间测量样品的至少一个同位素比的步骤e)可包含:识别 用于相应样品同位素比的相应样品特征;确定用于识别的相应样品特征的相应参考气体同 位素比;W及使用确定的相应参考气体同位素比校准相应样品同位素比。用于相应样品同 位素比的相应样品特征可包含W下中的一个或两个:用于相应样品同位素比的相应样品浓 度;W及用于相应样品同位素比的相应样品测量时间。两个参考气体同位素比测量之间的 内插可用于增大可在具体最小水平准确度下分析的样品浓度变化的范围。
[0030] 识别用于相应样品同位素比的相应样品特征的步骤可包含测量用于相应样品同 位素比的相应样品浓度。在前一参考气体浓度巧谷1下参考气体的测量的同位素比用于校准 的情况下,确定用于识别的相应样品浓度的相应参考气体同位素比的步骤有利地包含在在 前一参考气体浓度巧宗下参考气体的测量的同位素比与在测量参考气体浓度瑞f下参考 气体的测量的同位素比之间内插。运可为线性或非线性内插。
[0031] 另外地或可替代地,识别用于相应样品同位素比的相应样品特征的步骤可包含测 量用于相应样品同位素比的相应样品测量时间。在前一参考时间段诗eT"下参考气体的测量 的同位素比用于校准的情况下,确定用于识别的相应样品浓度的相应参考气体同位素比的 步骤有利地包含在在前一参考时间段瑞;?1下参考气体的测量的同位素比与在测量参考时 间段t品/下参考气体的测量的同位素比之间内插。
[0032] 在优选实施例中,连续样品来源于W下各项中的一个或多个:环境空气;开放的空 气源;工厂室;W及气体监测输入。在其中的许多情况下,样品浓度的大规模长期的变化可 为可能的。举例来说,样品测量时间段可在一分钟左右,但样品可连续接收一周或多周。样 品优选包含C〇2。参考气体有利地包含与样品气体至少一种相同的物质。
[0033] 在另一个方面,本发明提供经配置当通过处理器操作时进行本文所述的方法的计 算机程序。
[0034] 在另一方面,本发明提供一种用于连续样品同位素比光谱仪的控制器,其经配置 W控制同位素比光谱仪根据本文所述的方法操作。任选地,本发明提供一种同位素比光谱 仪,其经配置W接收连续样品并且包含运种控制器。
[0035] 本发明不同优选特征将根据所附权利要求书和W下一些优选实施例的具体描述 显而易见。
【附图说明】
[0036] 本发明可W用多种方式来实现,并且现将仅借助于实例并且参照附图来描述一些 实施例,在所述附图中:
[0037] 图1示出根据现有设计的接合到进气口系统的同位素比光学光谱仪的示意性布 局;
[0038] 图2示出根据现有设计的进气口和参考系统的示意性布局;
[0039] 图3示出图2所示的系统的参考部分的示意性布局;
[0040] 图4A示出体现本发明的用于测量参考气体和样品气体同位素比和浓度的过程的 流程图;
[0041] 图4B示出用于校准样品气体的同位素比的图4A所示方法的任选一部分的流程图;
[0042] 图5示出参考气体和样品气体中的每一种的示例气体浓度对时间的曲线,其示出 当测量相应同位素比时;
[0043] 图6A示出样品气体的示例气体浓度对时间的曲线;W及
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