CO2濃度實時檢測方法及其實現(xiàn)研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，二氧化碳排放量急劇上升，所造成的溫室效應對人類的生存構(gòu)成巨大的威脅?！暗吞冀?jīng)濟”已提上了日程，二氧化碳減排和回收成為二十一世紀研究的熱點課題。同時，對二氧化碳排放量的監(jiān)測是必不可少的部分。一些專家學者研究了許多氣體檢測方法，并研發(fā)了相關(guān)設備，其中，基于光譜吸收理論的檢測方法實現(xiàn)了對二氧化碳氣體濃度的在線檢測，其具有精度高、實時性好等優(yōu)勢，但其穩(wěn)定性和魯棒性較差。針對實際環(huán)境條件下二氧化碳濃度的測量結(jié)果受環(huán)境干

2、擾大的情況，本文做了以下研究：
　　 首先，通過分析光譜吸收法的理論，得知基于光譜吸收技術(shù)的二氧化碳的在線監(jiān)測方法的存在諸多局限性：檢測結(jié)果受實際環(huán)境條件下的溫度、壓強、濕度、相似氣體等因素影響，其中溫度和壓強與測量結(jié)果存在直接的函數(shù)關(guān)系，相似氣體、濕度等影響因素與測量結(jié)果之間的關(guān)系不確定。在此結(jié)論基礎(chǔ)上，提出了應用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)修正光譜吸收法的檢測誤差，并選取了比較適用于實時檢測的在線極限學習機作為融合模型。
　　

3、 然后，選取溫度、壓強、濕度、相似氣體四種常見的影響因素作為實驗對象，在實驗室條件下設計了模擬實驗，包括了硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計。利用所設計的實驗系統(tǒng)，通過改變整體環(huán)境變量下的某一個變量定性分析該變量對測量結(jié)果的影響特性，然后，通過連續(xù)改變?nèi)肿兞?，保證每一個變量都至少變換一個周期，而且整體呈現(xiàn)交叉變換，采樣獲得一組樣本數(shù)據(jù)。
　　 接著，對數(shù)據(jù)進行歸一化預處理后，分幾種情況對其進行融合：第一種是采用ELM網(wǎng)絡直接對歸一化

4、處理后的數(shù)據(jù)進行處理；第二種是先用K-均值法對數(shù)據(jù)進行分類，然后再用ELM網(wǎng)絡對其進行融合；第三種是應用不完全觀測理論的異步多傳感器數(shù)據(jù)融合算法改進模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再融合。
　　 最后，通過比較 TDLAS的直接測量結(jié)果和應用三種融合技術(shù)修正后的測量結(jié)果，從精度、魯棒性和可控性等方面分析兩類測量方法的優(yōu)缺點。實驗結(jié)果表明，在環(huán)境變化幅度較大的情況下，環(huán)境因素對檢測結(jié)果影響程度較大，通過改進的ELM模型融合修正后的濃度值比用 TD