本发明涉及氢火焰离子化检测器，尤其是涉及一种适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法。
背景技术：
1、氢火焰检测器(fid，flame ionization detector)为氢火焰离子化检测器，以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，当有机化合物进入火焰时，高温下产生化学电离，并在高压电场的定向作用下形成离子流，经过高阻放大转换成电信号，在这个过程中，氢气、空气以及有机物的质量均会对电信号的呈现产生影响。
2、非甲烷总烃分析仪是一种用于环境科学技术及资源科学技术领域的分析仪器，主要用来测定环境空气和污染源废气中的总烃和非甲烷总烃。非甲烷总烃分析仪是通过fid对有机化合物和甲烷物质进行定量分析，非甲烷总烃分析仪包含进气部分，一般是用于样气、氢气和空气的进入；并包括气流监控部分，一般是用于对通过进气部分进入的样气、氢气和空气进行流量控制以及测量实际流量；最后通过氢火焰离子检测技术并结合气流监控模块，能够分别检测出样气中的总烃和甲烷含量，并通过差减法获得非甲烷总烃的浓度值。
3、但值得注意的是，非甲烷总烃分析仪在常压下经过校准后可以准确对非甲烷总烃进行测量分析，但在高原等环境压力变化的场所进行标气测试时，测量结果所呈现的电信号值与实际电信号值会出现大偏差，这是实际进入检测器的气体质量与目标值存在差异导致电信号值降低。由于不同的环境压力下气路的流量值皆不同，所以无法在常压下通过简单调节样气、氢气和空气的流量方式来解决该问题。
4、简单来说，环境大气压下，样气、氢气和空气各气路的压力值皆不同，也就是各气路的δp决定了各气路的实际流量值。然而，当环境压力动态变化下(非常压状态下)，即使是相同的各气路的δp也会带来不同的流量值。因此，对于fid检测器来说，进入检测器的氢、空、样流量不同，检测器检测会就出现不同的电信号值。而将在该非常压状态下所产生的不准确的电信号值带入常压下的标准曲线，以计算得到的非甲烷总烃的浓度显然就是错误的，这就导致我们在高原等环境压力变化的场所很难测试出准确的非甲烷总烃的浓度。因此，需要知道不同环境压力下管路中的实际流量来与标准大气压中对比，才能将流量以及信号校正至正常值。
5、基于此，亟待开发一种能够校正在环境压力动态变化下(非常压状态下)检测器所呈现的电信号值的方法，降低其与真实值之间的偏差，以便更为准确地计算非甲烷总烃的浓度。
6、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法。所述非甲烷总烃分析方法包括以下步骤：采集当前的实际环境压力值，以及当前的fid检测器显示的电信号值；分别计算该实际环境压力值下氢气、空气、样气各气路的实际流量值；通过上述各气路的实际流量值以确定fid检测器显示的电信号值与校正后的电信号值的比值，再计算得到校正后的电信号值；将校正后的电信号值带入fid检测器的标准曲线，得到所述非甲烷总烃浓度的准确值。
2、所述非甲烷总烃分析方法只需要增加一路绝压传感器监测环境压力，不需要其他器件便可进行数据补偿；且该方法适用于不同环境压力，而不是对单一压力下进行校正；且所述非甲烷总烃分析方法能快速识别当前测试环境压力做出提醒，并给出计算值应对突发工况。
3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本发明一种适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，所述非甲烷总烃分析方法包括以下步骤：
5、采集当前的实际环境压力值，以及当前的fid检测器显示的电信号值；
6、分别计算该实际环境压力值下氢气、空气、样气各气路的实际流量值；
7、通过上述各气路的实际流量值以确定fid检测器显示的电信号值与校正后的电信号值的比值，再计算得到校正后的电信号值；
8、将校正后的电信号值带入fid检测器的标准曲线，得到所述非甲烷总烃浓度的准确值。
9、其中，当前的实际环境压力值记为p2(非常压，非标准大气压)。
10、其中，当前的fid检测器显示的电信号值记为yerr(非常压下的谬误值)。
11、需要注意的是，本发明正是由于不同的环境压力p2下气路的流量值不同，使所呈现的电信号值yerr与实际电信号值会出现较大偏差，所提出的解决方案，以下公式通过计算不同环境压力下管路中的实际流量来与标准大气压中对比，将流量以及信号校正至正常值。
12、其中，氢气气路的实际流量值记为
13、其中，空气气路的实际流量值记为wcal,air。
14、其中，样气气路(即非甲烷总烃进样气路)的实际流量值记为wcal,thc。
15、其中，fid检测器显示的电信号值(记为yerr)与校正后的电信号值记为ycal)的比值记为yerr/ycal。
16、需要注意的是，环境大气压下气路的压力值，也就是δpf决定了它的流量值，然而不同的环境压力下，相同的δpf也会带来不同的流量。对于fid检测器，进入检测器的氢、空、样流量不同会有不同的信号值，将在非常压状态下产生的信号值带入常压下的标准曲线显然对当前的浓度计算是错误的。本发明正是通过计算实际流量wcal,air以及wcal,thc来与标准大气压中对比，才能将流量以及电信号值校正至正常值。
17、以下简单介绍本发明所述气路的实际流量值公式的推导过程所利用的公式：
18、可压缩等温气体管道压降计算公式：
19、
20、其中：λ代表阻力系数，w代表质量流量，l代表管道长度，代表平均密度，ρ1代表上游密度，ρ2代表下游密度，d代表管道直径。
21、由于适用于现有设备流体的管道流动基本为层流，因此其中其中参数除了密度ρ外，其余参数为流体和管道本身的固定参数，因此
22、此外，管道压降公式中，管道长度，管道直径均为固定参数，因此管道压降公式可以省略为：
23、
24、其中，a代表常量。
25、根据波义耳定律的公式：
26、p1v1＝p2v2
27、并根据密度计算公式：
28、
29、其中，m代表气体质量。
30、计算得到平均公式：
31、
32、代入管道压降公式，可得如下公式：
33、
34、其中，a1代表为常数。
35、以标准大气压下作为基准进行校准，可得如下公式：
36、
37、其中，p21、p22、δpf1、δpf2可通过测量得到，ρ2可根据压力计算得到，w1由标定得到，因此可以计算得到w2。
38、
39、其中，k代表常数。
40、基于此，在已知压降δpf、质量流量w、尾端压力p2(环境压力值)得到换算关系如下公式：
41、
42、根据上式，我们可以得知仪器在常压下校准的流量处在不同的环境压力下会发生什么变化，能够计算得知在当前环境压力下管路的实际流量值。
43、以上计算基础在于控制气路差压不变，但是实际使用过程中气路差压是变化的，并且氢气、空气、样气路差压值各不相同，因此引入一个关于δpf的相关系数f(δpf)，以对计算流量进行校正。上述公式经转化如下公式：
44、
45、因此，只要得到的表达式，即可进行氢气、空气、样气路的流量校正。
46、即只要得到的相关系数f(δpf)表达式，即可进行流量修正。为了得到相关系数f(δpf)的表达式，现进行以下换算：
47、
48、
49、将修正前的计算流量值和修正后的计算流量相比，即可得到：
50、
51、因此，修正后的流量值指的是标准大气压下测试的实测值。
52、在本发明具体的实施方式中，所述气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ所示：
53、
54、其中，wcal代表校正后的该气路的实际流量值，werr代表校正前的该气路的测量流量值，f(δpf)代表δpf的相关系数。
55、在本发明具体的实施方式中，所述气路的测量流量值的计算公式如下公式ⅱ所示：
56、
57、其中，p2代表当前的实际环境压力值，δpf代表该气路的压降，k代表该气路的常数值。
58、在本发明具体的实施方式中，当所述气路为氢气气路时，且当氢气气路的δp＝43.5kpa，该δp下的流量＝38.6ml/min，所述氢气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-1所示：
59、
60、其中，代表校正后的氢气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，代表氢气气路的压降，代表氢气气路的常数值。
61、在本发明具体的实施方式中，当所述气路为空气气路时，且当空气气路的δp＝13kpa，该δp下的流量＝185.5ml/min，所述空气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-2所示：
62、
63、其中，wcal,air代表校正后的空气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，δpf,air代表空气气路的压降，kair代表空气气路的常数值。
64、在本发明具体的实施方式中，当所述气路为样气气路时，且当空气气路的δp＝2.5kpa，该δp下的流量＝14.7ml/min，所述样气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-3所示：
65、
66、其中，wcal,thc代表校正后的样气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，δpf,thc代表样气气路的压降，kthc代表样气气路的常数值。
67、在本发明具体的实施方式中，所述校正后的电信号值由如下公式ⅲ计算得到：
68、
69、其中，yerr代表当前的fid检测器显示的电信号值，ycal代表校正后的电信号值，代表校正后的氢气气路的实际流量值，wcal,air代表校正后的空气气路的实际流量值，wcal,thc代表校正后的样气气路的实际流量值。
70、需要注意的是，在本发明中需要先分别计算该实际环境压力值下氢气、空气、样气各气路的实际流量值wcal,air以及wcal,thc，再带入上述公式ⅲ的等式右侧，从而计算得到yerr/ycal值；而yerr值是当前的fid检测器显示的电信号值读取得到，继而计算得到校正后的电信号值ycal。
71、在本发明具体的实施方式中，所述标准曲线为常压下fid检测器的内置标准曲线。
72、在本发明具体的实施方式中，所述标准曲线的绘制方式具体为：
73、在常压下，至少分别测量两个不同的标气浓度下的电信号值后，以电信号值为横坐标，以标气浓度为纵坐标，绘制得到的仪器内置标准曲线。
74、在本发明具体的实施方式中，所述仪器内置标准曲线的计算公式如下公式ⅳ所示：
75、
76、其中，c1代表第一标气浓度，y1代表第一标气浓度在常压下对应的电信号值，c2代表第二标气浓度，y2代表第二标气浓度在常压下对应的电信号值。
77、在本发明具体的实施方式中，所述非甲烷总烃浓度的准确值的计算公式如下公式v所示：
78、
79、其中，ccal代表校正后的非甲烷总烃浓度的准确值，ycal代表校正后的电信号值，c1代表第一标气浓度，y1代表第一标气浓度在常压下对应的电信号值，c2代表第二标气浓度，y2代表第二标气浓度在常压下对应的电信号值。
80、作为本发明最为具体的技术方案，所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法包括以下步骤：
81、s1、数据的采集：
82、采集当前的实际环境压力值p2，并读取当前的fid检测器显示的电信号值yerr。
83、s2、氢气、空气、样气各气路的实际流量值的计算：
84、即分别按下述公式ⅰ-1、ⅰ-2、ⅰ-3计算该实际环境压力值下氢气、空气、样气各气路的实际流量值；
85、
86、其中，代表校正后的氢气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，代表氢气气路的压降，代表氢气气路的常数值；
87、
88、其中，wcal,air代表校正后的空气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，δpf,air代表空气气路的压降，kair代表空气气路的常数值；
89、
90、其中，wcal,thc代表校正后的样气气路的实际流量值，p2代表当前的实际环境压力值，δpf,代表样气气路的压降，kthc代表样气气路的常数值。
91、s3、fid检测器显示的电信号值与校正后的电信号值的比值的确定：
92、即按下述公式ⅲ计算得到
93、
94、其中，yerr代表当前的fid检测器显示的电信号值，ycal代表校正后的电信号值，代表校正后的氢气气路的实际流量值，wcal,air代表校正后的空气气路的实际流量值，wcal,thc代表校正后的样气气路的实际流量值。
95、s4、计算校正后的电信号值：
96、将s1采集得到的当前的fid检测器显示的电信号值yerr带入上述s3计算得到的中，计算得到ycal。
97、s5、非甲烷总烃浓度的准确值的获取：
98、将校正后的电信号值ycal带入标准大气压所绘制的标准曲线中，计算得到ccal非甲烷总烃浓度的准确值。
99、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
100、(1)本发明所述非甲烷总烃分析方法只需要增加一路绝压传感器监测环境压力，不需要其他器件便可进行数据补偿；
101、(2)本发明所述非甲烷总烃分析方法适用于不同环境压力，而不是对单一压力下进行修正；
102、(3)本发明所述非甲烷总烃分析方法能快速识别当前测试环境压力做出提醒，并给出计算值应对突发工况。
1.一种适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述非甲烷总烃分析方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ所示：
3.根据权利要求2所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述气路的测量流量值的计算公式如下公式ⅱ所示：
4.根据权利要求2或3所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，当所述气路为氢气气路时，所述氢气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-1所示：
5.根据权利要求2或3所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，当所述气路为空气气路时，所述空气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-2所示：
6.根据权利要求2或3所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，当所述气路为样气气路时，所述样气气路的实际流量值的计算公式如下公式ⅰ-3所示：
7.根据权利要求1所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述校正后的电信号值由如下公式ⅲ计算得到：
8.根据权利要求1所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述标准曲线为常压下fid检测器的内置标准曲线。
9.根据权利要求8所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述标准曲线的绘制方式具体为：
10.根据权利要求9所述适应环境压力动态变化的非甲烷总烃分析方法，其特征在于，所述非甲烷总烃浓度的准确值的计算公式如下公式v所示：
