目前，中國的大氣環(huán)境污染形勢非常嚴峻，地域性大氣問題較為嚴重，無論是社會經(jīng)濟的發(fā)展還是全國人民的身體健康時刻都遭受著環(huán)境污染問題的威脅。國家政策規(guī)定要認真做好京津冀、長三角、珠三角等重點地區(qū)的大氣污染防治工作，要把解決SO2、NOX、PM2.5（細顆粒物）等大氣問題作為首要工作，要多手段并行地全力限制大氣污染物排放總量。在各大污染源中，以燃煤為主的傳統(tǒng)火力發(fā)電廠是最主要的SO2、NOX排放源。 在此背景下，論文對比了國內(nèi)外各個領(lǐng)域的氣體濃度測量方法的優(yōu)缺點，提出基于差分吸收光譜的氣體濃度測量方法，研究開發(fā)出了一套能實時監(jiān)測火電廠煙氣排放物中的SO2、NOX污染氣體濃度的實驗裝置。該裝置一改傳統(tǒng)的接收光和發(fā)射光裝置分布在兩端的模式，將發(fā)射和接收端集成在一端，從而減小了系統(tǒng)維護的成本，將系統(tǒng)集成性進一步提高。 論文分析了紫外差分吸收光譜法（DOAS）測量大氣污染氣體濃度的基本方法和基本原理，提出需要針對實際應用中不同情況對朗伯-比爾定律加以修正。論文針對被測氣體特性構(gòu)建了實驗系統(tǒng)，開展了多組分氣體的檢測算法設計與實驗標定。主要包括：光譜信號與干擾信號的分離技術(shù)、多種氣體標準吸收截面的...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 我國的環(huán)境污染現(xiàn)狀
    1.2 火電廠煙道中的主要氣體污染物
        1.2.1 氣體污染物 NOX
        1.2.2 氣體污染物 SO2
    1.3 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)
    1.4 氣體污染物的監(jiān)測方法
        1.4.1 差分吸收光譜技術(shù)
        1.4.2 光干涉法
        1.4.3 紅外光譜技術(shù)
        1.4.4 可調(diào)諧激光二極管激光吸收光譜技術(shù)
        1.4.5 激光誘導熒光光譜技術(shù)
        1.4.6 激光光聲光譜技術(shù)
    1.5 差分吸收光譜技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.6 差分光譜法的數(shù)據(jù)處理算法研究現(xiàn)狀
    1.7 本論文的主要研究內(nèi)容
2 紫外差分光譜法測量氣體濃度的原理
    2.1 形成吸收光譜的及原理
    2.2 定量測量氣體濃度的理論依據(jù)
    2.3 實際應用中的朗伯-比爾定律
        2.3.1 比耳定律的局限性
        2.3.2 朗伯-比爾定律的可靠性
    2.4 吸收截面的獲得
        2.4.1 實驗室獲得的吸收截面
    2.5 本章小結(jié)
3 實驗系統(tǒng)的搭建
    3.1 實驗系統(tǒng)的要求和整體搭建
    3.2 收發(fā)一體式濃度傳感單元的各個組成部分
        3.2.1 收發(fā)一體式傳感器探頭
        3.2.2 氘燈光源
        3.2.3 光譜儀的選擇
        3.2.4 光學元件的選擇
    3.3 本章小結(jié)
4 待測氣體吸收截面及濃度的測量實驗
    4.1 待測氣體反演波段和波長間隔的選擇
        4.1.1 SO₂的反演波段和波長間隔
        4.1.2 NO₂的反演波段和波長間隔
        4.1.3 NO 的反演波段和波長間隔
    4.2 污染氣體吸收譜線的提取
        4.2.1 光譜中含有的噪聲
        4.2.2 未經(jīng)數(shù)據(jù)處理提取的吸收譜線
        4.2.3 基本的光譜預處理方法用于提取特征譜線
    4.3 傳統(tǒng)的方法獲得的吸收截面
        4.3.1 SO₂吸收截面的獲得
        4.3.2 NO₂吸收截面的獲得
        4.3.3 NO 吸收截面的獲得
    4.4 算法處理后的吸收截面
    4.5 三種待測氣體的濃度測量結(jié)果及修正
        4.5.1 氣體濃度測量流程
        4.5.2 傳統(tǒng)方法反演濃度
        4.5.3 最小二乘法與傳統(tǒng)方法反演濃度結(jié)果對比
    4.6 三種混合氣體的濃度測量實驗
    4.7 本章小結(jié)
5 工業(yè)現(xiàn)場測得的氣體濃度結(jié)果及修正
    5.1 原始的濃度測量方法
    5.2 小波方法與傳統(tǒng)方法反演濃度結(jié)果對比
        5.2.1 小波變換的原理
        5.2.2 小波基函數(shù)的確定
        5.2.3 小波閾值的選取
    5.3 改進算法在實際測量中的探索
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄
    A 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄
    B 作者在攻讀學位期間參與的科研項目



本文編號：4045349