光譜法污染氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于工業(yè)的發(fā)展使得環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對(duì)人類生存環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，保護(hù)環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題。大氣中痕量氣體和污染源的監(jiān)測(cè)技術(shù)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(cè)量大氣中痕量氣體的原理和技術(shù)，論述了差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)(DOAS)在大氣痕量氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和煙氣排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)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(cè)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(zhǔn)備1-標(biāo)準(zhǔn)吸收截面的處理→數(shù)據(jù)分析前準(zhǔn)備2-背景光譜→提高測(cè)量光譜質(zhì)量-濾波處理→計(jì)算光學(xué)厚度→計(jì)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(jié)為兩條主線，即各待測(cè)氣體的標(biāo)準(zhǔn)譜處理和采樣光譜的處理。 2.第二部分為儀器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，著重于系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用先進(jìn)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，文中詳述了DOAS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的光譜數(shù)據(jù)獲取、與PM10監(jiān)測(cè)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(shè)計(jì)。采用VB中的MSComm控件實(shí)現(xiàn)與PM10監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)作為大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必不可少的部分-PM10監(jiān)測(cè)儀和氣象儀與DOAS系統(tǒng)的集成。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)上，本文提出了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，同時(shí)建立了基于存儲(chǔ)過程的數(shù)據(jù)庫訪問方法，提高了軟件的效率。控制軟件還實(shí)現(xiàn)了國家環(huán)境監(jiān)測(cè)要求的年報(bào)、月報(bào)和日?qǐng)?bào)功能。 3.進(jìn)行了樣品池中的標(biāo)準(zhǔn)氣實(shí)驗(yàn)和大氣條件下與俄羅斯儀器的比對(duì)

4、實(shí)驗(yàn)，對(duì)儀器的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、線性度做了評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明儀器的測(cè)量誤差控制在2％以內(nèi)，且具有很好的重復(fù)性和線性度。而與俄羅斯儀器的比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩臺(tái)儀器的SO2和NO2的測(cè)量相對(duì)誤差分別為5.46％和3.12％，其中SO2和NO2的相關(guān)系數(shù)分別為0.9947和0.9666。 4.最后，本文對(duì)DOAS技術(shù)在煙道污染源排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)中的應(yīng)用做了初步研究，對(duì)影響CEMS測(cè)量結(jié)果的兩個(gè)主要問題－高溫對(duì)氣體吸收截面的