光譜法污染氣體監(jiān)測系統(tǒng)設計及實驗研究.pdf

1、由于工業(yè)的發(fā)展使得環(huán)境污染日益嚴重，對人類生存環(huán)境造成嚴重的危害，保護環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為新世紀經(jīng)濟發(fā)展的主題。大氣中痕量氣體和污染源的監(jiān)測技術和儀器開發(fā)是環(huán)境治理的重要前提。本文根據(jù)光譜法測量大氣中痕量氣體的原理和技術，論述了差分光學吸收光譜技術(DOAS)在大氣痕量氣體監(jiān)測系統(tǒng)和煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。 本文主要內(nèi)容如下： 1.提出了自行研制的DOAS污染氣體監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法。數(shù)據(jù)分析的步驟為：數(shù)據(jù)分析

2、前準備1-標準吸收截面的處理→數(shù)據(jù)分析前準備2-背景光譜→提高測量光譜質(zhì)量-濾波處理→計算光學厚度→計算差分吸收-高通濾波→濃度反演-多元線性回歸。DOAS的數(shù)據(jù)處理過程歸結為兩條主線，即各待測氣體的標準譜處理和采樣光譜的處理。 2.第二部分為儀器的系統(tǒng)設計，著重于系統(tǒng)控制軟件的設計與實現(xiàn)。利用先進的面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法，文中詳述了DOAS監(jiān)測系統(tǒng)的光譜數(shù)據(jù)獲取、與PM10監(jiān)測儀和氣象儀之間的串口通訊、氣體濃度的反演以及數(shù)據(jù)庫

3、設計。采用VB中的MSComm控件實現(xiàn)與PM10監(jiān)測儀之間基于RS485的串口通訊，以及同氣象儀之間基于RS232C的串口通訊，實現(xiàn)作為大氣監(jiān)測系統(tǒng)必不可少的部分-PM10監(jiān)測儀和氣象儀與DOAS系統(tǒng)的集成。在數(shù)據(jù)庫設計上，本文提出了面向?qū)ο蟮脑O計方法，同時建立了基于存儲過程的數(shù)據(jù)庫訪問方法，提高了軟件的效率?？刂栖浖€實現(xiàn)了國家環(huán)境監(jiān)測要求的年報、月報和日報功能。 3.進行了樣品池中的標準氣實驗和大氣條件下與俄羅斯儀器的比對

4、實驗，對儀器的準確性、重復性、線性度做了評價。實驗結果表明儀器的測量誤差控制在2％以內(nèi)，且具有很好的重復性和線性度。而與俄羅斯儀器的比對實驗結果表明，兩臺儀器的SO2和NO2的測量相對誤差分別為5.46％和3.12％，其中SO2和NO2的相關系數(shù)分別為0.9947和0.9666。 4.最后，本文對DOAS技術在煙道污染源排放在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)中的應用做了初步研究，對影響CEMS測量結果的兩個主要問題－高溫對氣體吸收截面的