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专利号: 2023105427229
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:包括如下步骤:在CO2浓度观测网中,检测NDIR分析仪是否产生漂移,若NDIR分析仪产生漂移,则校准产生漂移的NDIR分析仪的历史观测数据,并校准NDIR分析仪或更换NDIR分析仪,实现数据质量控制;

所述检测NDIR分析仪是否产生漂移,包括:

校准CRDS分析仪,获取NDIR分析仪与CRDS分析仪的读数并计算差值,或NDIR分析仪与其相邻站点NDIR分析仪读数并计算差值;

获取差值的滑动平均值,将滑动平均值减去上次NDIR分析仪校准后的差值作为累计偏差,若累计偏差超过指定阈值,则初步判定NDIR分析仪产生漂移;

对初步判定漂移的NDIR分析仪进行外场校准,获取校准后的NDIR分析仪的读数偏差,若读数偏差超过指定阈值,则确认产生漂移;

所述校准CRDS分析仪,包括:

将CO2国家一级标准气体作为工作标气通入CRDS分析仪,获取测量值,将测量值与标称值对比,若不一致则判定CRDS分析仪存在漂移,基于不同浓度的工作标气校准CRDS分析仪:;

其中, 和 表示校准前、校准后的CRDS分析仪读数; 和 表示接入较低浓度和较高浓度的CO2浓度标气时CRDS分析仪的实测值; 和 表示 和 与标气标称值的差值。

2.根据权利要求1所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述校准NDIR分析仪包括实验室校准和外场校准,所述实验室校准包括:NDIR分析仪校0;

调节CO2浓度至不同值,接入NDIR分析仪与CRDS分析仪,且在每个浓度值稳定至少10分钟,记录每个浓度值下NDIR分析仪与CRDS分析仪的读数;

基于NDIR分析仪与CRDS分析仪的读数获取灵敏度校准后的NDIR分析仪读数;

基于CO2浓度稳定时段灵敏度校准后的NDIR分析仪读数,筛选NDIR分析仪,用于进行外场校准。

3.根据权利要求2所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述调节CO2浓度至不同值,包括:

‑1 ‑1 ‑1

调节CO2的浓度分别至:300μmol·mol 、400μmol·mol 、500μmol·mol 、600μmol·‑1 ‑1 ‑1mol 、800μmol·mol 和1000μmol·mol 。

4.根据权利要求2所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述筛选NDIR分析仪,包括:

采用标准偏差计算NDIR分析仪精度,筛选出精度≤±5ppm的NDIR分析仪。

5.根据权利要求2所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述外场校准包括:

在同一环境条件下,获取环境数据,以及NDIR分析仪的CO2浓度读数和光腔温度、CRDS分析仪的CO2浓度读数;

基于NDIR分析仪的CO2浓度读数和光腔温度、CRDS分析仪的CO2浓度读数、环境数据,获取NDIR分析仪的环境校正参数,完成外场校准。

6.根据权利要求5所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述环境数据包括:

空气温度、空气湿度和大气压。

7.根据权利要求2所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述基于NDIR分析仪与CRDS分析仪的读数获取灵敏度校准后的NDIR分析仪读数,包括:基于NDIR分析仪与CRDS分析仪的读数构建灵敏度校准方程,将NDIR分析仪的原始读数输入灵敏度校准方程,获取灵敏度校准后的NDIR分析仪读数;

所述灵敏度校准方程包括:

y=kx+b;

其中,x为NDIR分析仪的读数;y为CRDS分析仪的读数;k为灵敏度校正值,b为基线校正值。

8.根据权利要求6所述的适用于大气二氧化碳浓度高密度观测的数据质量控制方法,其特征在于:所述获取NDIR分析仪的环境校正参数,完成外场校准包括:以NDIR分析仪的CO2浓度读数和光腔温度,以及空气温度、空气湿度、大气压为输入,以CRDS分析仪的CO2浓度读数为输出,根据校准效果构建校准方程,再将待校准的NDIR分析仪的原始读数代入校准方程,获取校准后NDIR分析仪的读数。