Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1.- Método no intrusivo para la detección y medida de la concentración de gases con firma infrarroja en una masa formada por una mezcla de gases que comprende gases con firma infrarroja caracterizado porque comprende las etapas de: a) seleccionar un conjunto n de gases con firma infrarroja presentes en la masa de mezcla de gases cuya concentración se quiere medir, b) seleccionar una primera ventana (0) de lectura con una longitud de onda de centrado λ <0>, en el espectro infrarrojo, y un ancho de banda tal que la radiación a detectar de un primer gas G <1>del conjunto de n gases es sensible a cambios de temperatura T del gas en esa ventana, c) seleccionar una segunda ventana (1) de lectura con una longitud de onda de centrado λ <χ>, en el espectro infrarrojo, y un ancho de banda tal que la radiación a detectar del primer gas G <t>del conjunto de n gases es sensible a cambios de la concentración c <x>del gas en esa ventana, donde la longitud de onda λ y el ancho de banda es distinto que los de la primera ventana, d) para cada uno de los gases G <u>i = 2. . n del conjunto de n gases distinto del primero, seleccionar una ventana i-ésima (i) de lectura con una longitud de onda de centrado A¿, en el espectro infrarrojo, y un ancho de banda tal que la radiación a detectar del gas i-ésimo G <¿>del conjunto de n gases es sensible al menos a cambios de la concentración c¿ del gas en esa ventana, donde la longitud de onda λ y el ancho de banda es distinto que los del resto de las ventanas, e) proveer de medios de lectura de la radiación en cada una de las ventanas de lectura; 0 proveer a¿(T,A) i = 1. . n, para cada gas G <¿>al menos en el ancho de banda de G <¿>y en un rango de temperaturas T preestablecido,. • donde a es la absortividad espectral, • T es la temperatura, • λ es la longitud de onda considerada, g) definir el sistema de ecuaciones: W <Q>ÍT. C^ C <2>, Si s <2>W <2>(T, c <1>, c <2>, s <n>= W <n>(T, c <lt>c <2>, ... , c <n>) donde s <¿>con i = Ο, .,. , η es el valor de una lectura de la radiación llevada a cabo por los medios de lectura en la ventana i-ésima y W <t>es la función que modeliza el proceso de transferencia radiativa de la mezcla hasta los medios de lectura; h) llevar a cabo una lectura con los medios de lectura de las variables s <¿>con i = Ο, .,. , η sobre la misma mezcla y en el mismo instante de tiempo, o en un intervalo de tiempo en el que no haya evolución de la temperatura y concentraciones de la mezcla, para cada ventana; y, resolver el sistema de ecuaciones en las variables T, c <t>, c <2>, ... , c <n>; i) proveer al menos uno de los valores c <x>, c <2>, ... , c <n>como valores de la concentración de gases. 2.- Método según la reivindicación 1 caracterizado porque las ventanas de lectura son tales que las variaciones de la lectura de la radiación s <¿>para un gas determinado se consideran despreciables ante variaciones de la concentración o temperatura de los otros gases, donde el sistema de ecuaciones definido está simplificado de la siguiente forma: s <0>= W <0>(T, <Cl>) S <l>= W^T. cJ s <2>= W <2>(T, c <2>) <img class="EMIRef" id="217629882-imgf000025-0001" /> 3.- Método según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque para cualquiera de los gases, se define: • una ventana de lectura adicional con una longitud de onda de centrado, situado en el espectro infrarrojo, y con un ancho de banda tal que la radiación a detectar en el gas es tal que es sensible a cambios de la concentración en esa ventana, donde la longitud de onda y el ancho de banda es distinto que los de las otras ventanas; y, • una ecuación adicional de la forma s=W(T,c) para dicho gas. 4. - Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dadas dos ventanas de lectura de un mismo gas cada una de ellas se selecciona de acuerdo a los siguientes criterios: • una ventana de lectura seleccionada de forma que en su ancho de banda las variaciones de la radiación a detectar debido a variaciones en la temperatura del gas son máximas, • la otra ventana de lectura seleccionada de forma que en su ancho de banda las variaciones de la señal debido a variaciones en la concentración del gas son máximas. 5. - Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la función W (T, es la radiación L(T, c <u>X) en función de la temperatura de la mezcla y la concentración de cada uno de los gases, integrada en λ a lo largo del ancho de banda de la ventana de lectura.. 6. - Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la función W(T, c <t>, c <2>, ... , c <n>) contempla: • la presencia de una masa de gases adicional, preferentemente la atmósfera, dispuesto entre la masa de gases sobre los que se lleva a cabo la lectura y los medios de lectura, • la presencia de radiación de fondo por la presencia de una fuente de radiación dispuesta tras la masa de gases; y, • la presencia de cualquiera de los dos anteriores de tal modo que adopta la expresión: λ, sup <img class="EMIRef" id="217629882-imgf000026-0001" /> siendo T <mezcla>(T, ci,X)\a transmitancia de la mezcla de gases, ^ <T>atmósfera (Tatm <>> <c>i <>>)\a transmitancia de la atmósfera dependiente de las concentraciones de los gases involucrados en la detección, L(T, , A, Ci) la radiación espectral de la mezcla, Latmósfera (Jatm, Ci, X) la radiación espectral de la atmósfera; ^ Lfondo (Tfondo <>>^)l <a>radiación espectral del fondo, T <filtro>(X) es la transmitancia espectral del filtro de medida. A <sup>,A <inf>los límites de integración, en un ejemplo particular mayores que el ancho de banda del filtro óptico utilizado, y donde L <atmósfera>o L <fondo>es nula caso de no estar presentes en un escenario de medida. 7. - Método espectroscópico no intrusivo para la detección de gases contaminantes según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 2 caracterizado porque la etapa de obtener una aproximación por polinomios en la banda de interés de la absortividad espectral de los gases a detectar en función de la temperatura, utilizando datos reales de absortividad proporcionados por una base de datos, se realiza aproximando por polinomios la envolvente definida por los mínimos de absortividad en función de la temperatura, donde los polinomios adoptan la forma: a(T, X) = ^ ¿ · ¿ 8. - Dispositivo no intrusivo para la medida de la concentración de gases con firma infrarroja en una masa formada por una mezcla de gases que comprende gases con firma infrarroja adaptados para llevar a cabo un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende: • unos medios de lectura de radiación en un conjunto de n+1 ventanas de lectura con una longitud de onda de centrado A¿ con i=0, 1 , ... ,n y un ancho de banda tales que todas las ventanas son distintas y donde todos los medios de lectura llevan a cabo la observación de la misma mezcla de gases, • una unidad de proceso adaptada: i. para recibir los valores de las lecturas de los medios de lectura ¡i. para llevar a cabo las etapas f) a j) según la reivindicación 1. 9. - Dispositivo según la reivindicación 8 caracterizado porque los medios de lectura son sensores de infrarrojo sensibles únicamente en la ventana de lectura. 10. - Dispositivo según la reivindicación 8 caracterizado porque los medios de lectura son un sensor de infrarrojos que comprende al menos un filtro donde este filtro es de longitud y ancho de banda de acuerdo a la ventana de lectura. 11. - Dispositivo según la reivindicación 10 caracterizado porque el mismo sensor dispone de más de un filtro, desplazable, adaptado para que en un periodo de tiempo en el que no se produce evolución de las variables de la mezcla es capaz de llevar a cabo lecturas con distintas ventanas de lectura. 12. - Dispositivo según la reivindicación 11 caracterizado porque el desplazamiento de los filtros es rotatorio. 13. - Dispositivo según la reivindicación 8 caracterizado porque los medios de lectura son sensores de infrarrojo situados en la línea de visión de la mezcla y tras un elemento óptico de separación o discriminación de longitudes de onda.
