本發(fā)明屬于一種精密檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及光干涉氣體濃度傳感器系統(tǒng)，其能夠通過巧妙的設(shè)計兩個不同的光路，使得同一光源發(fā)出的光線通過不同形狀的氣室，由于氣室中氣體濃度的不同產(chǎn)生光程差以及相移，兩路光線發(fā)生干涉現(xiàn)象。并且干涉條紋的移動量與通過氣室中氣體濃度有確定的關(guān)系，最終達到精確檢測采樣氣室中氣體濃度的目的。

背景技術(shù)：

目前，各種檢測手段不斷發(fā)展，各個檢測領(lǐng)域所能達到的檢測精度不斷提高，但是對于氣體濃度的檢測，雖然在某一量程范圍內(nèi)的精度也在逐步提高，但是一直未能有一種全量程高精度的氣體濃度傳感器。

氣體濃度傳感器也被稱為氣體敏感元件，是進行氣體檢測的核心部件，是探測存在于環(huán)境中氣體及其濃度的一種器件或裝置。對氣體濃度的檢測方法，主要有催化反應(yīng)型、熱導(dǎo)型、氣敏半導(dǎo)體型、紅外型以及光干涉型。催化反應(yīng)型氣體濃度傳感器主要是利用可燃氣體在傳感器中的載體催化元件表面發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生熱量引起元件電阻值的改變，據(jù)此來檢驗不同濃度的氣體。此種檢測方式只能針對可燃氣體，使得可燃氣體在反應(yīng)室中進行無煙燃燒進行檢測，適用于濃度低的情況，且探測元件壽命短，溫度漂移大，適用范圍有限。熱導(dǎo)型氣體濃度傳感器是通過利用被檢測氣體與空氣的熱導(dǎo)率差異，得到與被測氣體濃度相關(guān)的電信號，據(jù)此就可以確定氣體濃度。此種方式測量的信號非常微弱，且受加工精度的影響非常大。氣敏半導(dǎo)體型氣體濃度傳感器是利用某些金屬氧化物在特定溫度下，吸附不同氣體后電阻率將發(fā)生大幅度變化這一原理制成的。氣敏半導(dǎo)體元件具有靈敏度高、能耗少、壽命長等優(yōu)點。但是此種傳感器選擇性差，受水蒸氣的影響嚴(yán)重，并且線性測量的范圍窄，測量可燃氣體濃度的精度差。紅外型氣體濃度傳感器是利用不同氣體對紅外輻射有著不同的吸收光譜，吸收強度與氣體濃度相關(guān)的事實來檢測氣體濃度。該種傳感器對使用環(huán)境要求較高，價格昂貴。光干涉式氣體濃度傳感器的檢測原理是應(yīng)用光的干涉現(xiàn)象來測量氣體的濃度。在現(xiàn)有光干涉式氣體濃度監(jiān)測技術(shù)與方法中，光路中的氣室設(shè)計均采用長方體形式，氣室由軸向中心凹槽分隔成兩個腔體，構(gòu)成參考氣室與采樣氣室，兩腔體平行且長度相同。測量不同濃度范圍的氣體時需要分別制造不同長度的氣室，并且該種長方體氣室只適用于低濃度氣體的測量，對于高濃度的氣體測量，所需的氣室長度太短，不能再增加合適尺寸的氣體插入口；前后兩塊高透光的平面透鏡幾乎貼在一起，生產(chǎn)加工難度大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有氣體濃度檢測技術(shù)與方法的缺陷，提供一種新光干涉氣體濃度測量光路的設(shè)計形式，不但可以測量氣體高濃度范圍，還可以測量氣體低濃度范圍，且精度高，使得光干涉式氣體傳感器的制造更加簡便、成本更低。

為此，本發(fā)明提出了一種光干涉氣體濃度傳感器系統(tǒng)，其特征在于，包括第一矩形參考氣室、第二梯形參考氣室、第一矩形采樣氣室、第二梯形采樣氣室、第一光源、第二光源、聚光鏡、背面鍍有全反射膜的平面鏡、第一折光棱鏡、第二折光棱鏡，其中，第一梯形參考氣室和第二矩形參考氣室中充有參考氣體，而第一梯形采樣氣室和第二矩形采樣氣室中充有待測氣體；所述第一梯形參考氣室和第二矩形參考氣室互通，所述第一梯形參考氣室和第二矩形參考氣室互通；第一參考氣室和第一采樣氣室水平并排排列，且梯形斜邊重合；第二矩形參考氣室位于第一參考氣室和第一采樣氣室下方，第二矩形采樣氣室位于第二參考氣室下方，第二矩形參考氣室和第二矩形采樣氣室豎直并排排列；

所述第一光源發(fā)出的光經(jīng)過背面鍍有全反射膜的平面鏡反射后，分成平行的兩束光，并分別水平入射至第一梯形參考氣室和第一梯形采樣氣室；經(jīng)過第一梯形參考氣室和第一梯形采樣氣室的兩束光經(jīng)過第一折光棱鏡反射后，再經(jīng)過第二折光棱鏡后水平入射至第二矩形參考氣室；經(jīng)過第二矩形參考氣室的兩束光水平入射至所述背面鍍有全反射膜的平面鏡反射后，兩束光合并成一束光后，在光電探測元件處產(chǎn)生第一干涉條紋；

所述第二光源發(fā)出的光經(jīng)過背面鍍有全反射膜的平面鏡反射后，分成平行的兩束光，并分別水平入射至第一矩形參考氣室和第一矩形采樣氣室；經(jīng)過第一矩形參考氣室和第一矩形采樣氣室的兩束光經(jīng)過第二折光棱鏡反射后，水平入射至第二矩形參考氣室；經(jīng)過第二矩形參考氣室的兩束光水平入射至所述背面鍍有全反射膜的平面鏡反射后，兩束光合并成一束光后，在光電探測元件處產(chǎn)生第二干涉條紋；

所述光電探測元件分別探測第一干涉條紋和第二干涉條紋，以根據(jù)第一干涉條紋和第二干涉條紋獲得待測氣體的濃度。

本發(fā)明提出的光干涉式氣體濃度傳感器系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

(1)可測量高低不同范圍的氣體濃度；

(2)測量不同范圍氣體濃度時，待測氣體進入梯形采樣氣室和矩形采樣氣室，通過兩次不同的光路，分別確定出待測氣體的基本濃度范圍和在某一濃度范圍內(nèi)的精確濃度，結(jié)合兩次測量結(jié)果即可得到待測氣體的精確濃度；

(3)在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)作業(yè)性能的好壞選擇適于加工的全反射膜平面鏡，簡化了產(chǎn)品生產(chǎn)制作過程，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中光干涉氣體濃度傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中氣室的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明檢測氣體濃度的流程圖；

圖4(a)-(b)是利用本發(fā)明在第一階段測量產(chǎn)生的干涉條紋示意圖；

圖5(a)-(b)是利用本發(fā)明在第二階段微小濃度變化前后測量產(chǎn)生的干涉條紋示意圖；

圖6(a)-(b)是利用本發(fā)明在第二階段大濃度變化前后測量產(chǎn)生的干涉條紋示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作詳細說明。

本發(fā)明提出的傳感器系統(tǒng)用于全量程范圍內(nèi)的氣體濃度的測量，且測量精度高，由第一光源或者第二光源發(fā)出的一束光經(jīng)過平面鏡反射和折射后分成兩束光，并分別通過充有空氣的參考氣室和充有待測氣體的采樣氣室后，經(jīng)過平面鏡反射和折射后再相遇時兩束光會產(chǎn)生干涉條紋，隨待測氣體的濃度不同，干涉條紋的位置會隨之發(fā)生移動；

在所述光路設(shè)計中的第一光源和第二光源分別放置在光電探測元件兩側(cè)，第一光源和第二光源分時發(fā)光，逐步對待測氣體進行檢測；

所述參考氣室和采樣氣室在所述光路設(shè)計中各有一個矩形氣室和一個梯形氣室，同一類型的矩形氣室和梯形氣室相互連通，參考氣室和采樣氣室的梯形氣室位于氣室的上半部分，兩梯形氣室水平并排排列，左側(cè)為梯形采樣氣室，右側(cè)為梯形參考氣室，兩梯形氣室斜邊重合，用高透光平面透鏡密封隔離，梯形采樣氣室的左側(cè)和梯形參考氣室的右側(cè)分別用高透光平面透鏡與外界進行密封隔離，其他方向用金屬與外界密封隔離；

參考氣室和采樣氣室的矩形氣室位于氣室的下半部分，兩矩形氣室豎直并排排列，上側(cè)為矩形參考氣室，下側(cè)為矩形采樣氣室，兩矩形氣室之間用金屬密封隔離，左側(cè)和右側(cè)分別用高透光平面透鏡與外界進行密封隔離，矩形參考氣室和梯形參考氣室之間有一連通區(qū)域，保證兩參考氣室中氣體完全一致，兩采樣氣室通過毛細管相互連通，保證兩采樣氣室中氣體完全一致；梯形氣室用于確定待測氣體濃度的基本數(shù)值范圍，矩形氣室用于精確測量待測氣體濃度，采樣氣室經(jīng)過濾室連接到進氣口，參考氣室用毛細管連接到標(biāo)準(zhǔn)氣囊；

所述的第一折光棱鏡位于氣室的右側(cè)偏上部分，兩反射面的背面均鍍有全反射膜，用于反射由第一光源發(fā)出的光線，所述的第二折光棱鏡位于氣室的右側(cè)偏下部分，下側(cè)反射面背面鍍有全反射膜，用來反射由第二光源發(fā)出的光線，上側(cè)反射面的背面貼有單向透射玻璃，用來反射有下側(cè)反射面反射而來的光線并且透射經(jīng)第一折光棱鏡反射的光線，第二折光棱鏡的上側(cè)反射面后放置有一三角鏡片，保證有第一折光棱鏡折射后的光線透射經(jīng)過第二折光棱鏡后光線方向不會發(fā)生改變；第一折光棱鏡和第二折光棱鏡的位置恰好能使得經(jīng)過棱鏡反射的光線重合；

所述第一光源發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡會聚后以45°角入射到背面鍍有全反射膜的平面鏡，平面鏡將光線分成平行的兩束光，兩束光通過高透光平面透鏡同時穿過梯形采樣氣室和梯形參考氣室，然后分別經(jīng)折光棱鏡反射后同時穿過矩形參考氣室，最后光線穿過補償棱鏡后到達平面鏡重新匯合成一束光，在光電探測元件處產(chǎn)生第一次干涉條紋；

所述產(chǎn)生的第一次干涉條紋隨氣體濃度變化在光電探測元件處的移動量小，用于確定氣體濃度的基本數(shù)值范圍，第一次干涉條紋產(chǎn)生后，關(guān)閉第一光源，開啟第二光源，第二光源發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡會聚后以45°角入射到背面鍍有全反射膜的平面鏡，平面鏡將光線分成平行的兩束光，兩束光通過高透光平面透鏡分別穿過矩形采樣氣室和梯形參考氣室，然后經(jīng)折光棱鏡反射后穿過矩形參考氣室，最后光線穿過補償棱鏡后到達平面鏡重新匯合成一束光，在光電探測元件處產(chǎn)生第二次干涉條紋；

所述的第二次干涉條紋隨氣體濃度變化在光電探測元件出的移動量大，用于精確測量待測氣體小范圍的濃度變化，結(jié)合產(chǎn)生的第一次產(chǎn)生的干涉條紋所確定的待測氣體濃度的基本數(shù)值范圍，可精確測量全量程范圍待測氣體濃度。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種全量程高精度光干涉氣體濃度傳感系統(tǒng)，所述傳感系統(tǒng)包括第一光源1、第二光源2、光電探測元件3、背面鍍有全反射膜的平面鏡4、梯形采樣氣室5、梯形參考氣室6、矩形參考氣室7、矩形采樣氣室8、第一折光棱鏡9、第二折光棱鏡10、補償棱鏡11以及聚光鏡12。背面鍍有全反射膜的平面鏡4布置在梯形采樣氣室5的一側(cè)，背面鍍有全反射膜的平面鏡4與梯形采樣氣室呈45°角相對布置，以便于豎直射入的光線經(jīng)過背面鍍有全反射膜的平面鏡4反射后能夠水平射出，當(dāng)然也可以采用其他方式設(shè)置，只要保證光源輸出的光能夠水平射出至各個氣室即可。第一光源1和第二光源2布置在背面鍍有全反射膜的平面鏡4的另一側(cè)，光電探測元件3布置于第一光源1和第二光源2之間，用于接收干涉條紋；聚光鏡12分別布置在第一光源1、第二光源2和平面鏡4之間，用于匯聚光源；所述補償棱鏡11布置在平面鏡4與矩形參考氣室11之間，用于補償同一光源發(fā)出光線的光程差，使得在任何情況下光電探測元件出都能有干涉條紋出現(xiàn)；所述的第一折光棱鏡9布置在梯形參考氣室6和矩形參考氣室7的一側(cè)，用于反射由第一光源1所發(fā)出的光線；第二折光棱鏡10布置矩形參考氣室7和矩形采樣氣室8的一側(cè)，用于反射由第二光源2所發(fā)出的光線。第一折光棱鏡9位于氣室的右側(cè)偏上部分，兩反射面的背面均鍍有全反射膜，用于反射由第一光源1發(fā)出的光線，所述的第二折光棱鏡10位于氣室的右側(cè)偏下部分，下側(cè)反射面背面鍍有全反射膜，用來反射由第二光源2發(fā)出的光線，上側(cè)反射面的背面貼有單向透射玻璃，用來反射由下側(cè)反射面反射而來的光線并且透射經(jīng)第一折光棱鏡9反射的光線，第二折光棱鏡10的上側(cè)反射面后放置有一三角鏡片13，第一折光棱鏡9和第二折光棱鏡10的位置恰好能使得經(jīng)過棱鏡反射的光線重合。其中，三角鏡片的目的是使得從空氣射入第二折光棱鏡10的光線不會發(fā)生變化。從第一折光棱鏡9射出的水平光線垂直射入三角鏡片，由于入射角為0度，故不會發(fā)生折射，當(dāng)光線到達三角鏡片的斜邊，在此出發(fā)生第一次折射，隨后到達第二折光棱鏡10的上側(cè)反射面，由于此反射面貼有單向透射玻璃，所以光線在此反射面發(fā)生第二次折射進入第二折光棱鏡10，經(jīng)過兩次折射，保證了從第一折光棱鏡9射出的光線方向與進入第二折光棱鏡10的光線方向一致。

如圖2所示，為本發(fā)明中氣室的立體透視示意圖，梯形采樣氣室5、梯形參考氣室6、矩形參考氣室7、矩形采樣氣室8兩端都安裝有高透光平面透鏡16，以便于光線能夠順利的穿過氣室。梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6位于氣室的上半部分，兩梯形氣室水平并排排列，左側(cè)為梯形采樣氣室5，右側(cè)為梯形參考氣室6，梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6斜邊重合，用梯形高透光平面透鏡15密封隔離，梯形采樣氣室5的左側(cè)和梯形參考氣室6的右側(cè)分別用高透光平面透鏡16與外界進行密封隔離，其他方向用金屬外殼17與外界密封隔離；矩形參考氣室7和矩形采樣氣室8位于氣室的下半部分，兩矩形氣室豎直并排排列，上側(cè)為矩形參考氣室7，下側(cè)為矩形采樣氣室8，兩矩形氣室7，8之間用金屬外殼17密封隔離，左側(cè)和右側(cè)分別用高透光平面透鏡與外界進行密封隔離；梯形參考氣室6、矩形參考氣室7通過連通孔14相通的，并且通過毛細管連接到標(biāo)準(zhǔn)氣囊；梯形采樣氣室5和矩形采樣氣室8經(jīng)過濾室連接到進氣口。

其中，第一光源1和第二光源2采用可發(fā)出可見光的超高亮紅色聚光型LED作為光源，并用恒流源進行驅(qū)動，采用Si材料的光電二極管作為光電探測元件3。

補償棱鏡目的在于改變兩束光線的光程差，進而改變所形成的干涉條紋，使得干涉條紋發(fā)生移動，補償棱鏡的角度調(diào)整，可作為傳感器的機械調(diào)零裝置，也可保證即使在采樣氣室中的氣體與參考氣室中的氣體一致時，在光電探測元件出也能產(chǎn)生干涉條紋；

可選地，基本數(shù)值范圍可通過查表法得到，通過在光電探測元件上干涉條紋光強變化，建立待測氣體濃度基本數(shù)值范圍與干涉條紋光強變化索引表；

可選地，氣體小范圍濃度測量采用插值法進行精確計算，根據(jù)所述的待測氣體濃度基本數(shù)值范圍與干涉條紋光強變化索引表，通過第二光源發(fā)射光線經(jīng)過矩形氣室，得到在每個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)光強變化的最大值和最小值，在基本數(shù)值范圍內(nèi)將待測氣體濃度與干涉條紋光強近似為線性關(guān)系，從而通過測量干涉條紋光強精確得到待測氣體濃度。第i個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)精確光強的計算公式如下：

其中，C_i為第i個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)任意濃度值，l_i為第i個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)在光電探測元件上檢測到的干涉條紋的光強，C_{i max}，C_{i min}為第i個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)濃度的最大值和最小值，l_{i max}，l_{i min}為第i個氣體濃度基本數(shù)值范圍內(nèi)在光電探測元件上檢測到干涉條紋光強的最大值和最小值。

氣體濃度檢測過程如圖3所示，具體流程如下：

步驟一：將標(biāo)準(zhǔn)氣囊中的氣體充入梯形參考氣室6和矩形參考氣室7，將進氣口打開，置于待測氣體環(huán)境當(dāng)中；

步驟二：打開第一光源1電源，第一光源發(fā)出光線穿過聚光鏡12匯聚以45°的入射角射入背面鍍有全反射膜的平面鏡4后同時發(fā)生反射和折射，最終以兩條平行光線射出平面鏡4；

步驟三：步驟二所述的兩條平行光線，依次穿過梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6，射入到第一折光棱鏡9后光路逆轉(zhuǎn)，通過三角鏡片13進入第二折光棱鏡10后，穿過矩形參考氣室7后，穿過補償棱鏡11再次射入背面鍍有全反射膜的平面鏡4發(fā)生折射和反射，射出光線重新重合，在光電探測元件3上第一次形成干涉條紋；

步驟四：根據(jù)在光電探測元件3上第一次形成的干涉條紋，此時的干涉條紋隨濃度變化移動量小，無法精確的得到在光電探測元件3處得到精確的待測氣體濃度，僅能測得采樣氣室5中氣體的大概濃度范圍；此時關(guān)閉第一光源1的電源，打開第二光源2的電源，形成第二條光路；

步驟五：從第二光源2發(fā)出的光線與第一光源發(fā)出的光線類似，穿過聚光鏡12匯聚以45°的入射角射入背面鍍有全反射膜的平面鏡4后同時發(fā)生反射和折射，最終以兩條平行光線射出平面鏡4；

步驟六：步驟五所述的兩條平行光線分別穿過矩形參考氣室7和矩形采樣氣室8后射入到第二折光棱鏡10后光路逆轉(zhuǎn)，同時穿過矩形參考氣室7后，穿過補償棱鏡11再次射入背面鍍有全反射膜的平面鏡4發(fā)生折射和反射，射出光線重新重合，在光電探測元件3上第二次形成干涉條紋，此時干涉條紋隨濃度變化移動量大，僅可精確得到某一濃度范圍氣體的氣體濃度精確值。

步驟七：結(jié)合在光電探測元件3上第一次形成的干涉條紋所得到的采樣氣室5，8中氣體的大概濃度范圍，即可精確得到采樣氣室5，8中氣體的精確濃度。

檢測原理如下：

當(dāng)光線由第一光源1或者第二光源2發(fā)出通過背面鍍有全反射膜的平面鏡4發(fā)生折射以及反射后，形成兩條光線，這兩條光線穿過氣室并在第一折光棱鏡9或者第二折光棱鏡10之后再次穿過氣室，再穿過補償棱鏡11，經(jīng)背面鍍有全反射膜的平面鏡4反射以及折射后，將會產(chǎn)生光程差，從而在光電探測元件3上形成干涉條紋。當(dāng)待測氣體濃度改變時，在光電探測元件3上形成的干涉條紋將會發(fā)生移動，根據(jù)干涉條紋的移動量，可以推出矩形采樣氣室8或者梯形采樣氣室5中氣體的折射率，進而根據(jù)氣體折射率與該氣體濃度的關(guān)系，從而得到被采樣氣體的濃度。這就是使用光干涉法測量氣體濃度基本原理。

當(dāng)由第一光源1發(fā)出光線時，光線經(jīng)過背面鍍有全反射膜的平面鏡4分成兩條平行光線同時通過梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6時，由于通過梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6的光路長度不同，且兩氣室中的氣體的折射率不同，即產(chǎn)生了光程差。由于同時經(jīng)過梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6的光線的差異非常小，所以由于梯形采樣氣室5氣體濃度變化所引起的干涉條紋的移動量非常小，測量精度差，只能確定梯形采樣氣室5中待測氣體濃度的基本范圍。由第二光源2發(fā)出光線經(jīng)過背面鍍有全反射膜的平面鏡4分成兩條平行光線，分別經(jīng)過矩形參考氣室7和矩形采樣氣室8，由于通過兩氣室的光路差異大，所以由于矩形采樣氣室8氣體濃度變化所引起的干涉條紋的移動量非常大，測量精度高，但是僅能測量某一范圍的氣體濃度，氣體濃度過大則無法判斷是光電探測元件3處是第幾條干涉條紋。由于干涉條紋的數(shù)量的變化直觀體現(xiàn)是光強的變化，故傳感器采用光電探測元件3檢測干涉光強。

整個測量過程分為兩個階段，第一階段為第一光源1發(fā)出的光線經(jīng)過兩梯形氣室5，6，逆轉(zhuǎn)后通過矩形參考氣室7，用于確定待測氣體的基本濃度范圍；由于同時經(jīng)過梯形采樣氣室5和梯形參考氣室6的光線的差異非常小，干涉條紋隨待測氣體濃度變化而產(chǎn)生的移動量很小，由于光電探測元件的精度問題，不能得到精確的濃度。

假設(shè)圖4(a)-(b)為第一階段測量產(chǎn)生的干涉條紋，圖4(a)表示待測氣體濃度為20％對應(yīng)的干涉條紋，圖4(b)表示待測氣體濃度為60％對應(yīng)的干涉條紋?？梢悦黠@的看出氣體濃度變化了40％，干涉條紋的移動量很小，一般氣體濃度檢測的分辨率要在0.01％，所以僅通過第一階段測量是無法得到精確的待測氣體濃度值。

第二階段為第二光源2發(fā)出的光線經(jīng)過矩形參考氣室，逆轉(zhuǎn)后經(jīng)過矩形采樣氣室，用于確定某一濃度范圍內(nèi)待測氣體的精確濃度值。由于通過兩氣室的光路差異大，所以由于矩形采樣氣室8氣體濃度變化所引起的干涉條紋的移動量非常大，測量精度高，但是僅能測量某一范圍的氣體濃度，氣體濃度過大則無法判斷是光電探測元件3處是第幾條干涉條紋。

如圖5(a)-(b)所示，為第二階段微小濃度變化前后測量產(chǎn)生的干涉條紋，圖5(a)表示待測氣體濃度為19.5％對應(yīng)的干涉條紋，圖5(b)表示待測氣體濃度為20.4％對應(yīng)的干涉條紋?？梢钥闯鰲l紋的移動量隨待測氣體濃度變化很大，能夠精確的得到這一濃度數(shù)值。圖6(a)-(b)所示，為第二階段大濃度變化前后測量產(chǎn)生的干涉條紋，圖6(a)表示待測氣體濃度為19.5％對應(yīng)的干涉條紋，圖6(b)表示待測氣體濃度為3.2％對應(yīng)的干涉條紋。但是如圖6(a)-(b)所示，相差較大的兩個濃度在第二個測量階段可能會得到相同的條紋，所以僅通過第二階段的測量也無法準(zhǔn)確得到待測氣體的濃度。

若結(jié)合兩個階段的測量，通過第一階段的測量得到待測氣體濃度的大致范圍(如通過得到圖4(a)確定待測氣體濃度為20％左右)，再通過第二階段的測量得到在這個大致范圍下的精確值(比如通過圖5(a)或者圖6(a)得到精確的氣體濃度值為19.5％，而不是3.2％)。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。